220kV断路器操动机构性能及检修

摘 要：操动机构作为断路器的重要组成部分，了解不同类型操动机构的性能特点及检修方法可有效保障断路器的正常运行。该文首先介绍不同操动机构类型的特点，再提出操动机构常规检修要点和重点检修要点。当前多数200kV等级的断路器配备的操动机构可分为弹簧操动机构、液压操动机构和气动机构三种。文章就针对以上三类220kV断路器的操动机构性能及检修策略谈谈自己的看法。

关键词：220kV 断路器 操动机构 性能及检修

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（c）-0090-01

操动机构是断路器的重要组成部分，它为断路器完成分闸和合闸操作提供动力支持，并维持在正确的位置，分闸和合闸操作也是断路器操动机构的主要功能。操动机构的功能决定了操动机构性能的好坏对断路器的正常运行产生极大的影响[1]。因此，有必要做好断路器操作机构的检修工作，确保操动机构性能完好，保障断路器的正常运行。

1 操动机构结构的特点

1.1 弹簧操动机构的特点

使用弹簧操动机构的220 kV断路器有西门子3AP1、阿海珐的GL314断路器[2]。弹簧操动机构运行的原理：合闸时依靠电动机为弹簧储备能量，使用合闸掣子保持弹簧储备的能力。如果断路器进行合闸操作，合闸弹簧的能量被释放，从而完成断路器合闸操作。在合闸的同时，分闸弹簧存储合闸时产生的能力，在分闸掣子的作用下保持合闸弹簧的所储备的能量，如需要对断路器进行分闸操作，只需要利用分闸弹簧释放的能量即可完成分闸。弹簧操动机构本身就是一个整体，不需要其它设备作为辅助设备，同时设备的弹簧操动机构的稳定性强，受环境和问题的影响极小，运行可靠。但是，弹簧操动机构的结构复杂，对生产工艺有极高的要求。

1.2 液压操动机构结构的特点

液压操动机构主要包括油泵、储压筒、油缸和压力开关等元件，其设计原理为液体不可被压缩。液压操动机构的传递介质为液压油，通过高纯度氮气实现存储操作能量，通过将高压有送入机构工作缸两侧来实现断路器的分闸和合闸操作。液压操动机构结构有以下特点，一是传递速度快、延时段和动作精准的优点，这一优点由液压航空油不可压缩的特定决定。二是输出力平稳、阻尼性好；三是对工作缸的面积要求不高，小面积工作缸就可以得到较大的合闸功，这一特点由液压操动机构的工作油压高的特点决定；四是不受外界影响、不锈蚀、稳定性高的特点决定；五是对制造工艺有极高的要求，否则容易出现渗油问题，给检修工作打来极大的麻烦。

1.3 气动操动机构结构的特点

气动操动机构的组成部分由空气压缩机、储气罐、压力开关等多项元件，气动操动机构是利用空气作为分闸能量，通过压缩空气产生的能量实现分闸。分闸过程中合闸弹簧存储分闸产生的能力，在释放合闸储备的能力实现合闸操作。气动操动机构有机构简单、动作可靠和磨损小、稳定性高、噪声大的特点。由于油缓冲器与机构活塞直接连接，因而气动操作机构的环境性能极好，可降低合闸和分闸操对机械产生的冲击力。此外，设备还配有防跳跃功能的机构，也不存在慢分和慢合的问题[3]。

2 220kV断路器操动机构检修要点

2.1 常规维护要点

在维修操动机构前，要遵循先看、再试、再释压等顺序进行维修[4]。既维修人员首先要了解操动机构的机构特点，检查机构是否已经存储能量、带电状况以及分闸与合闸的位置等等。同时还应通过询问的方式了解设备在运行过程中是否出现异常状况，以及异常状况的外在表现形式，在充分了解以上内容后维修人员才可着手维修操动机构。维修人员尤其需要在释放机构存储的能量后才动手操作，严谨在未释放储能的情况下盲目拆卸机构维修，否则机构容易突然运行而引起设备损坏，甚至人员伤亡。

2.2 重点维护要点

一是维修人员要将液压机构系统中的空气排尽。如果液压机构系统中存在空气，操动机构的分闸和合闸机械特性会受到影响，也会影响操动机构的打压效率。二是测量压力开关的动作定值以及核对信号。压力开关的定值包括液压机构与启动机构的油泵补压起值和停值、油压安全阀动作及复位值、合闸闭锁值等等。测量以上数值是否与厂家定值相符，及时调整存在偏差的数值，或者直接更换压力开关。核对信号主要是核对压力报警信号和闭锁信号。同时内部信号出现回路而误发信号，此类情况下不能使用端子排除信号接点短接法模拟发信。三是检测液压零压闭锁和储压筒预冲压力[5]。如果出现漏油问题，且油压为零，要切断油泵电源，避免油泵重新补压造成断路器慢分。测量储压筒的预冲压力可以发现语储压筒是否存在泄露问题。四是测量操作机构存储能量的时间。维修人员要实际测量油泵和气泵的补压时间以及弹簧电机储能时间，可以检测电机和油气泵是否出现泄漏。检查继电器装置的设置问题和机构的密封性可采用测量初始压力到定额压力的补压时间。五是进行传动试验。传动试验包括对控制和信号回路、机械部分的全面检测，可检测机构的动作正常与否。同时还要检查分闸、合闸以及重合闸过能否顺利的执行信号和发出信号，传动试验要两个班次的工作人员共同完成。

3 结语

总而言之，维修人员在维修操动机构时必须掌握操动机构的类型，做好维修前的准备工作，关注将液压机构系统中的空气排尽、测量压力开关的动作定值以及核对信号等重点维修内容。此外，企业还需要加大巡检力度，组织维护人员定期排查安全隐患，及时发现并解决问题，将故障扼杀在萌芽状态。

参考文献

[1] 唐燕妹.浅谈电力继电保护中断路器压力闭锁[J].科技与企业，2012（13）：148.

[2] 弓静强，盛晏，盛晨.浅谈220kV断路器操动机构性能及检修[J].科技风，2012，（19）：31.

[3] 林雪倩，孙轶群，蔡金锭，等.220 kV断路器的运行维护检修成本模型分析[J].电工电气，2012（10）：5-7.

[4] 刘爱民，林莘.断路器操动机构用圆筒型直线感应电动机控制系统研究[J].中国电机工程学报，2009（27）：112-118.

[5] 苗红霞，王宏华，齐本胜.高压断路器操动机构的动力学建模与仿真研究[J].计算机工程与应用，2010（17）：212-215.