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        煉鋼廠kV真空斷路器拒動(dòng)、誤動(dòng)的優(yōu)化分析

        2017-05-30 09:25:08張偉
        科技尚品 2017年4期
        關(guān)鍵詞:控制回路

        張偉

        摘 要:為了使真空斷路器可靠正常工作,本文通過對(duì)煉鋼廠10kV真空斷路器常見故障的分析與處理,總結(jié)出真空斷路器拒動(dòng)、誤動(dòng)的優(yōu)化方案。

        關(guān)鍵詞:真空斷路器;真空滅弧室;操動(dòng)機(jī)構(gòu);控制回路

        0 引言

        煉鋼廠自2008年建廠以來,10kV系統(tǒng)高壓柜全部采用VA型戶內(nèi)防爆式真空斷路器。真空斷路器因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名,其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧速度快的優(yōu)點(diǎn),在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為普及。

        近年來,真空開關(guān)發(fā)現(xiàn)缺陷和發(fā)生事故的次數(shù)有所增多,比例雖低但問題較突出,真空斷路器的拒動(dòng)和誤動(dòng)故障基本上是由真空滅弧室、操動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制回路所引起的,其故障預(yù)防和優(yōu)化分析從以下3個(gè)方面展開:

        1 真空滅弧室引起拒動(dòng)、誤動(dòng)的故障分析及優(yōu)化方案

        真空滅弧室是VA型真空斷路器的關(guān)鍵部件,它是采用玻璃或陶瓷作支撐及密封,內(nèi)部有動(dòng)、靜觸頭和屏蔽罩,室內(nèi)真空為10-3~10-6Pa的負(fù)壓,保證其開斷時(shí)的滅弧性能和絕緣水平。現(xiàn)重點(diǎn)分析引起滅弧室拒動(dòng)誤動(dòng)主要有兩個(gè)主要原因:真空度和動(dòng)靜觸頭。

        1.絕緣子 2.上出線端 3.下出線端 4.軟聯(lián)接 5.導(dǎo)電夾 6.萬向桿 7.軸銷 8.杠桿 9.主軸 10.絕緣拉桿 11.操動(dòng)機(jī)構(gòu) 12.滅弧室 13.觸頭彈簧

        1.1 真空度

        高壓真空斷路器應(yīng)用或保管環(huán)境的污染等級(jí)、濕度、鹽霧等選擇不夠恰當(dāng),有害氣體、水漬造成波紋管點(diǎn)狀的腐蝕,可導(dǎo)致波紋管和蓋板及封接面的漏氣。隨著真空滅弧室使用時(shí)間的增長(zhǎng)和開斷次數(shù)增多,其真空度也會(huì)逐步下降,從而影響它的開斷能力和耐壓水平。

        真空斷路器在使用過程中必須定期檢查真空滅弧室的真空度,特別對(duì)玻璃外殼真空滅弧室,可以對(duì)其內(nèi)部部件表面顏色和開斷電流時(shí)弧光的顏色進(jìn)行目測(cè)判斷。當(dāng)內(nèi)部部件表面顏色變暗或開斷電流時(shí)弧光為暗紅色時(shí),可以初步判斷真空已嚴(yán)重下降。這時(shí),應(yīng)馬上通知檢測(cè)人員進(jìn)行停電檢測(cè)。如果在試驗(yàn)升壓過程中,真空滅弧室內(nèi)部發(fā)生持續(xù)擊穿或輝光放電,則確定真空滅弧室真空度已嚴(yán)重下降,不能繼續(xù)使用。條件允許的情況下,每3年左右進(jìn)行一次工頻耐壓試驗(yàn)。

        1.2 觸頭

        煉鋼廠所采用的VA型12k高壓真空斷路器,其真空滅弧室的觸頭行程為11±1mm左右,超程為3±0.5mm。應(yīng)該嚴(yán)格控制觸頭的行程和超程,必須按說明書要求進(jìn)行調(diào)整。在爐役檢修后一定要進(jìn)行測(cè)試,并與出廠記錄進(jìn)行比較。不能誤以為開距大對(duì)滅弧有利,而隨意增加真空斷路器的觸頭行程。過多地增大觸頭的行程,會(huì)使得斷路器合閘后在波紋管產(chǎn)生過大的應(yīng)力,從而引起波紋管的損壞,破壞斷路器的密封,使真空度下降。

        真空滅弧室的觸頭接觸面在經(jīng)過多次開斷電流后會(huì)逐漸磨損,觸頭行程增大,波紋管的工作行程增大,其壽命會(huì)迅速下降,通常允許觸頭磨損最大值為3mm左右。當(dāng)累計(jì)磨損值大于等于此值時(shí),真空滅弧室的開斷性能和導(dǎo)電性能都會(huì)下降。保證高壓真空斷路器真空度不漏氣、觸頭定期保養(yǎng)檢查是解決真空滅弧室拒動(dòng)、誤動(dòng)的重要措施。

        2 操動(dòng)機(jī)構(gòu)引起拒動(dòng)、誤動(dòng)的故障分析及優(yōu)化方案

        VA型真空斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)為彈簧機(jī)構(gòu),操動(dòng)機(jī)構(gòu)與操作桿相連和真空斷路器的主體分立。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障主要原因?yàn)椋簼?rùn)滑系統(tǒng)差,動(dòng)作環(huán)節(jié)較多,工作狀態(tài)非連續(xù)性。煉鋼廠針對(duì)這些操動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障,采取以下優(yōu)化方案:

        2.1 防止松動(dòng)和蹩勁

        機(jī)構(gòu)在操作過程中會(huì)發(fā)生沖擊和振動(dòng),在所有緊固處設(shè)有防松措施,受力較大的活銷,不可單用開銷定位,防止由于操作時(shí)各連板上的作用力不平衡,造成活銷蹩勁,而崩斷開口銷。

        2.2 防止銹蝕和臟污

        銹蝕和臟污會(huì)明顯降低機(jī)構(gòu)操作可靠性,使操作系統(tǒng)的機(jī)械特性劣化,造成分、合閘拒動(dòng)事故。滑動(dòng)軸承即使采用了滾柱和滾子軸承,銹蝕和臟污也會(huì)使它的摩擦系數(shù)增大到0.1,從而引起肘節(jié)和脫扣機(jī)構(gòu)工作的不穩(wěn)定。在日常生產(chǎn)中保持機(jī)構(gòu)所處環(huán)境條件的清潔度,經(jīng)常注意潤(rùn)滑,定期去除旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上的臟污取得了良好的效果。

        2.3 防止受潮和進(jìn)水

        進(jìn)水會(huì)使機(jī)構(gòu)的絕緣件受潮,加速金屬零件的銹蝕。將機(jī)構(gòu)外部縫隙進(jìn)行添堵,盡力減少機(jī)構(gòu)進(jìn)水的可能性。

        3 控制回路引起拒動(dòng)、誤動(dòng)的故障分析及優(yōu)化方案

        煉鋼廠VA型高壓真空斷路器在運(yùn)行中發(fā)生的事故也有很大一部分由控制回路引起的。如:未接到指令自動(dòng)斷開、電氣元件局部損壞、線圈燒毀、輔助開關(guān)不切斷、接到指令不動(dòng)作等,集中表現(xiàn)為拒動(dòng)和誤動(dòng)。常見的控回?cái)嗑€故障現(xiàn)象及處理方法可總結(jié)如下:

        (1)直流電源空開跳閘:首先測(cè)量其直流電壓是否正常,有無短路現(xiàn)象。需要注意的是真空斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)分、合閘線圈前串有整流模塊,這些模塊短路會(huì)造成直流電源空開合不上或熔絲熔斷。

        (2)儲(chǔ)能電機(jī)燒壞:高壓柜面板上儲(chǔ)能指示燈熄滅,彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電機(jī)燒壞。

        (3)航空插件小線針頭凹陷:有可能為運(yùn)行人員操作時(shí)用力不均引起,需調(diào)整復(fù)位。

        (4)開關(guān)拒絕合上:檢查合閘回路,先判定是否故障線路上引起跳閘,測(cè)量合閘操作時(shí)由短路電流引起的表計(jì)指示沖擊擺動(dòng),同時(shí)指示燈突然變暗,電壓表指示突然下降來判斷。若確定線路故障,應(yīng)隔離故障區(qū)域后再投斷路器。檢查操作合閘電源電壓是否過高或過低,檢查操作合閘保險(xiǎn)是否熔斷或接觸不良,

        (5)開關(guān)拒絕分開:測(cè)量分閘回路是否帶電,與合閘回路檢查方法一樣,再逐一排查故障部位。

        (6)輔助接點(diǎn)排查:檢查斷路器、彈簧儲(chǔ)能、氣壓閉鎖輔助觸頭是否接觸不良,回路是否斷線或接線錯(cuò)誤。

        4 結(jié)語(yǔ)

        本文總結(jié)了真空斷路器引起拒動(dòng)、誤動(dòng)故障的優(yōu)化策略,雖然存在一定的局限性,但緊緊抓住以真空滅弧室、操動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制回路這3個(gè)方向?yàn)橹鞲?,?shí)踐證明對(duì)有條不紊開展現(xiàn)場(chǎng)檢修、消除設(shè)備缺陷、保證供電可靠性,提高設(shè)備健康水平是大有益處的。

        參考文獻(xiàn)

        [1]王顯平.電力系統(tǒng)故障分析[M].中國(guó)電力出版社,2008.

        [2]王泰杰,李濤,廖鄉(xiāng)萍.真空斷路器高溫運(yùn)行故障原因分析及解決方案[J].電力機(jī)車與城軌車輛,2012,35(1):59-61.

        (作者單位:河鋼集團(tuán)邯鋼公司邯寶煉鋼廠)

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