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[]一起CT20型弹簧机构断路器的拒分故障分析及处理


一起CT20型弹簧机构断路器的拒分故障分析及处理

[]一起CT20型弹簧机构断路器的拒分故障分析及处理
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电气技术
【[]一起CT20型弹簧机构断路器的拒分故障分析及处理】国网安徽省电力有限公司电力科学研究院的研究人员张国宝、杨为、朱胜龙、赵恒阳、宋东波 ， 在2019年第12期《电气技术》杂志上撰文 ， 针对一起CT20型弹簧机构断路器拒分故障案例 ， 结合现场的故障现象和CT20型弹簧机构的结构特点进行分析 ， 查找出本起断路器拒分故障的原因为合闸弹簧储能不足 。 同时结合本案例对CT20型弹簧机构断路器的后续运维检修提出合理化建议 。
CT20型弹簧机构具有可靠性高、机械寿命长、出力稳定等优点 ， 目前在252kV及以下高压断路器操动机构中被广泛运用 。 然而 ， 随着断路器运行年限的增加 ， 操作机构内部卡涩、油脂凝固、弹簧疲劳、连杆传动轴断裂等情况频繁出现 ， 引发断路器拒分拒合故障 ， 给电网带来重大的安全隐患 。
本文针对一起典型的配CT20型弹簧操动机构的断路器拒分故障案例 ， 结合该型机构的结构特点 ， 详细地分析了故障发生的原因 ， 并针对CT20型弹簧机构断路器的后续运维检修提出合理化建议 。
1 故障情况
2018年5月17日 ， 当XX变电站XX断路器进行分闸操作时出现A相拒分 ， 后台报送“非全相保护动作 ， 两副分闸控制回路断线 ， 储能电机超时 ， 保护装置告警”等信号 。 现场检查发现B、C相断路器已分闸 ， A相断路器处于合闸不到位的状态（如图1所示） 。 打开A相断路器操作机构箱 ， 发现A相断路器两套叠装布置的分闸线圈均已烧毁 ， 分闸电磁铁顶杆烧蚀卡住（如图2所示） ， 分闸弹簧仍处于压缩储能状态 。

图1 A相断路器机构拒分后的位置图
检修人员在更换新的分闸线圈后 ， 进行断路器手动分合试验 ， A相断路器再次出现合闸不到位现象（后台指示合闸到位） ， 电机持续空转直至储能超时 。 同时 ， 发现分闸保持挚子未到位 ， 分闸脱扣器扣接位置异常 ， 勾住分闸止位销 ， 分闸弹簧储能无法释放以完成断路器的分闸过程 。
故障设备为LW24-252型断路器 ， 配CT20型弹簧操作机构 ， 2015年9月出厂 ， 2015年12月投运 。
图2 A相断路器两套分闸线圈均烧毁
2 现场检查
依据现场故障现象 ， 判定断路器拒分故障是因断路器合闸不到位引起的 ， 需要从电气和机械两方面对A相断路器进行检查 。
2.1 电气方面检查
在对电气控制回路进行检查后发现：①控制回路电压正常 ， 分闸控制回路导通正常；②辅助断路器触点导通正常、切换无卡涩 ， 无接触不良状况；③同时 ， 分合闸线圈动作电压性能正常 ， 分合闸线圈铁心顶杆无卡涩且行程到位 。 因此 ， 判断此次故障并非电气性能原因 。
2.2 机械方面检查
CT20弹簧机构合闸弹簧在合闸过程中释放的功主要用于4个方面：①带动运动部件完成合闸运动 ， 保证合闸特性；②给分闸弹簧储能 ， 保证进行分闸操作时所需的分闸操作功；③克服缓冲阻力所做的功；④克服运动过程中各种摩擦力做的功 。 因此 ， 需要从机构合闸弹簧力、分闸弹簧力、机构内部卡滞等方面进行检查 。
1）机构内部摩擦力及卡滞情况检查
对传动机构内部进行装配工艺检查 ， 弹簧机构本体与机构箱固定螺钉及输出拐臂紧固螺钉无松动 ， 分合闸触发器、挚子、拐臂、输出轴装配位置正常 ， 凸轮间隙在合格范围内 。 同时 ， 棘爪轴、凸轮轴和电机齿轮润滑良好 ， 无锈蚀 。 对机构进行慢分、慢合试验 ， 验证了本体内部不存在严重卡涩 。
2）分合闸弹簧输出力检查
现场对分合闸弹簧压缩量及分合闸速度进行测量 ， 合闸弹簧压缩量及合闸速度均低于标准值 ， 其性能测试结果见表1 。


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