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斷路器操動機構的發(fā)展與應用二
2017-06-12 412?、苡捅么笮藓螅诮M裝時沒有注入適量液壓油或柱塞桿及珠塞座沒有擦干凈，柱塞間隙配合過大，吸油閥鋼珠不復位;一、二級閥密封不嚴，可能存在閥口磨損或球托翻倒;。
(3)處理方法
?、偾逑礊V油器及油泵;更換全部密封圈;
?、跈z查高壓放油閥是否復位，如損壞應更換;
?、鄱啻未驂号懦鲇捅脙?nèi)空氣;應重新組裝各級分、合閘閥。
2.3 液壓操動機構壓力異常升高或異常降低
(1)故障現(xiàn)象;斷路器在運行中出現(xiàn)壓力異常，嚴重時導致高壓閉鎖分、合閘或壓力降低至零位。
(2)壓力異常升高原因分析
?、傥娱_關1YLJ(1CK)失靈，使儲壓罐活塞桿超過1YLJ位置時，電機電源無法切斷，繼續(xù)打壓;
?、趦汗廾芊馊p壞或者罐壁有磨損，液壓油進入儲氣罐;
③壓力表失靈或存在誤差;
?、苤虚g繼電器“粘住”，其觸點斷不開;接觸器卡滯，電機始終處于運轉狀態(tài)。
(3)壓力異常降低原因分析
①壓力表失靈或存在誤差;
?、跈C構箱內(nèi)有大量漏油處，閥體被油中臟物“墊起”或膠圈損壞(此時油泵會連續(xù)運轉);
?、廴鐑汗捱B桿在正常停止位置而壓力繼續(xù)降低，則是壓力罐焊縫處可能存在滲漏現(xiàn)象;
?、艿獨飧咨蠁蜗蚰嬷归y密封不嚴漏氣或儲壓罐活塞桿頭部兩個密封圈損壞，使氮氣進入油中。
(4)處理方法
?、贆z查微動開關、壓力表、中間繼電器、接觸器，如損壞應更換，對微動開關觸點進行打磨;
?、跈z查儲壓罐，如罐體損壞應更換;更換全部密封圈;
2.4 故障現(xiàn)象;壓力低于重合閘或合閘閉鎖值
(1)油壓遠低于重合閘閉鎖值，接近合閘閉鎖值。
(2)原因分析：CY3型液壓操動機構在運行中，當室外溫度發(fā)生較大變化時，由于氮氣的熱脹冷縮(航空油的熱脹冷縮系數(shù)極小，可以忽略不記)現(xiàn)象，使氮氣壓強隨溫度變化而變化，即使壓力油壓隨著變化，此時活塞桿幾乎不會上下移動。微動開關2YJ的位置是在常溫(25℃)下調(diào)整好的，在零下10℃時，氮氣壓強下降2.92 MPa。該裝置設定油泵啟動值為27.3 MPa，停泵值為27.9 MPa，假設溫度降低35℃，則油壓降低到24.38 MPa，油泵才能啟動打油，但此 時的油壓遠低于重合閘閉鎖值，接近合閘閉鎖值，對設備的安全運行構成威脅。
(3)改進措施;設備制造廠在解決這個問題時，采用在貯壓筒下部安裝一個發(fā)熱器，但在實際運行中，天氣冷時發(fā)熱器由于長期頻繁加熱，容易燒毀，實用價值不是很大。建議采用下述兩種方法消，效果較好。
?、傥墨I[1]采取消用微動開關2YJ控制油泵啟動，改用接在油路上的壓力開關1YK控制;取消用微動開關1YJ控制油泵停運，改用接在油路上的壓力開關2YK控制。在實際應用中，由于油路壓力開關1YK、2YK的啟停參數(shù)具體設定時，控制系統(tǒng)的滯后較大，并受擾動的因素較多易造成壓力異常，故采用2YJ和1YK，1YJ和2YK串聯(lián)的方式控制油泵的啟停，提高了油壓控制系統(tǒng)的可靠性。
②根據(jù)文獻[1]對貯壓筒進行改造，如圖2所。在貯壓筒上部加裝一個調(diào)壓活塞貯壓筒頂部改用密封蓋板密封，密封蓋板與貯壓筒用加密封墊螺栓聯(lián)接，在調(diào)壓活塞與密封蓋板之間加一個調(diào)壓彈簧，其空間充灌潤滑脂(注意要保留一定空間)。調(diào)壓彈簧對調(diào)壓活塞作用的壓強值為原裝置油泵停運時的油壓值，即調(diào)壓彈簧的彈力選擇為調(diào)壓活塞截面積與原裝置油泵停運時的油壓值的乘積。
當由于裝置油滲漏或斷路器操作中使用了一定體積的壓力油時，活塞同樣正常向下移動。為保證油泵能正常打油補充，此措施可以在油壓下降時，由于調(diào)壓活塞兩邊壓差的作用，調(diào)壓活塞向下運動，壓縮氮氣體積，提高氮氣壓強，保證了油壓基本恒定。當環(huán)境溫度改變時，氮氣壓強改變，調(diào)壓活塞亦能上、下運動自動調(diào)節(jié)氮氣壓強，保證油壓基本恒定。
潤滑脂主要用來作為調(diào)壓活塞與貯壓筒內(nèi)壁間的密封，防止氮氣泄漏，當運行時間過長，調(diào)壓彈簧彈力降低時，可拆開密封蓋板更換調(diào)壓彈簧。使用該改進裝置，任何情況下油壓基本恒定，提高了斷路器運行中的安全可靠性。
3 永磁操動機構的發(fā)展概況
自1989年英國曼徹斯特大學系統(tǒng)與能量組為GEC公司設計了第一臺永磁操動機構模型起，永磁操動機構就成了世界各國開發(fā)的熱點。永磁操動機構的顯著優(yōu)點是：結構簡單零部件少，可靠性高及操作能耗小。當其與真空斷路器配合使用，組成自動重合器系統(tǒng)，應用于變電站(開關柜)和柱上開關，使配電網(wǎng)的可靠性和自動化程度有很大提高。在歐洲市場已出現(xiàn)以電池作為操作能源，可10年免維護的永磁操動機構及控制系統(tǒng)。上世紀末，國際上永磁操動機構的發(fā)展概況大致如下：
ABB Calor Emag開關設備公司，在1997年開發(fā)了一種新型利用永磁操動機構的VM1型真空斷路器。操動機構是永磁方形雙線圈結構，僅用7個活動元件代替了由數(shù)百個零件組成的傳統(tǒng)結構。在10萬次操作壽命中不需維修，是傳統(tǒng)操動機構的3倍。目前VM1真空斷路器的額定電壓為12175和24kV，額定電流為2000～3150A，額定開斷電流為25～50kA。
英國IPEC公司的永磁操動機構采用圓粒形雙線圈結構，并且把永磁體由靜鐵芯移到了動鐵芯。
荷蘭Holec 公司的MMS型真空斷路器采用的永磁操動機構其特點是：合閘、合閘保持和分閘的磁路是分開的，只有合閘位置靠永磁體保持，機構的終止位置是分閘位置，分閘操作僅靠開關觸頭的彈簧力和分閘彈簧力，通過合閘線圈使之釋放能量。它的短路開斷電流為31.5kA，分合閘時間偏差不超過1ms。
國內(nèi)在近一、二年里，一些高等院校、研究機構及從事高壓斷路器產(chǎn)品開發(fā)制造的公司，正開展永磁操動機構的研制，也已開發(fā)出了一些初級階段的產(chǎn)品，還未形成系列化產(chǎn)品，性能也很不穩(wěn)定。
根據(jù)專家的估計，國際上這一領域內(nèi)系統(tǒng)的理論還遠未成熟，還有許多實驗研究工作要做。國內(nèi)的理論及實驗研究工作還剛剛起步。因此這種使用新材料、新工藝及新原理，使真空斷路器的磁力驅動裝置實現(xiàn)低能耗，高可靠性的永磁操動機構的研究發(fā)展前景及市場前景將是十分寬闊的。
傳統(tǒng)的電動彈簧操動機構及電磁操動機構，由于它們的結構復雜，可靠性低，能耗大，成為提高真空斷路器的可靠性和提高其免維護水平的障礙。同時，由于斷路器是實現(xiàn)配電網(wǎng)控制的關鍵電氣設備，因而傳統(tǒng)操動機構也制約了配電網(wǎng)自動化，運動化和智能化的發(fā)展。
而永磁操動機構比傳統(tǒng)操動機構，其結構大為簡單，合、分閘能耗大大降低，從而能極大的提高了真空斷路器的運行可靠性和免維護水平，并為配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化、運動化、智能化提供了必要的技術條件。
