俄制进线开关的检修与改造

俄制进线开关的检修与改造

吕建军王明信郭永利

天津国华盘山发电有限责任公司天津蓟县301900

摘要：本文介绍了俄制380V低压进线开关的动作原理，以及该种开关的故障及处理方法，特别是对此种开关的改造提出一些意见。

关键词：棘轮电动推力抓爪手动推力抓爪

一、开关（断路器）简介

1.1断路器定义

断路器是指能开断，关合和承载运行线路的正常电流并能在规定时间内承载，关合和开断规定的异常电流（如短路电流）的电器设备，通常也称为开关，按照IEC标准的定义是指：所设计的分合装置应能关合导通和开断正常状态电流，并能在规定的短路等异常状态下，在一定时间内进行关合，导通和开断。其附注中又规定：通常使用的断路器分合频度应不大，但某种特殊形式的断路器也可用于频繁分合。

1.2断路器的主要功能

1）在关合状态时应为良好的导体，不仅对正常电流而且对规定的短路电流也应能承受其发热和电动力的作用。

2）对地及断口间具有良好的绝缘性能。

3）在关合状态的任何时刻，在尽可能短的时间内开断额定短路电流以下的电流。

4）于开断状态的任何时刻，应能在断路器触头不发生熔焊的条件下，在短时间内安全的关合规定的短路电流。

1.3触头定义及触头分类

两个导体由于操作时相对运动而能分合或滑动的叫做触头，有时将触头称为可作相对运动的电接触连接，从功能上可将触头分为下列几种：

（1）主触头：开关主回路中的触头，在合闸位置承载主回路电流。

（2）弧触头：指在其上形成电弧，并使之熄灭的触头（有些断路器中主触头也兼做弧触头）。

（3）控制触头：设置在开关的控制回路中，并由该开关用机械方式操作的触头。

（4）附注触头：接在开关辅助回路中，并由该开关用机械方式操作的触头。

从触头所处的位置可将触头分为以下几种：

（1）静触头：在分合闸操作中，固定不动的触头。

（2）动触头：在分合闸操作中运动的触头。

（3）中间触头：主要是指分合闸操作过程中与动触杆一直保持接触的滑动触头（多用于高压开关）。

二、俄制电源进线开关主要调整数据及工作原理

俄制进线开关其型号为э16BY3，其电压等级380~660V频率50Hz，最大工作电流1600A，操作方式为弹簧储能型，所配储能电机，分合闸线圈电压为直流220V。每三年进行一次大修，工期为三天。开关若断开一次短路故障，应立即进行大修。

弹簧操作机构是采用事先储存在弹簧内的势能作为驱动断路器合闸的能量。主要特点有：

（1）不需要大功率的储能源，紧急情况下也可手动储能，所以其独立性和适应性强，可在各种场合使用。

（2）根据需要可构成不同合闸功的操作机构，这样配用于各种高低压等级的断路器。

（3）动作时间比电磁机构的快，因此可以缩短断路器的合闸时间。

缺点是结构比较复杂，机械加工工艺要求比较高。其合闸力输出特性为下降曲线，与断路器所需要的呈上升的合闸力特性不易配合好。合闸操作时冲击力较大，要求有较好的缓冲装置。

开关一经接通控制电源，储能直流电机即转动，通过减速齿轮使驱动杆作来回摆动的运动，依靠手动推力抓爪的相互有机配合来转动齿轮，齿轮卷紧合闸弹簧，开关储能。齿轮与凸轮盘连接在一起，当合闸弹簧储满能量时，凸轮盘顶起转换拉杆使限位开关动作，限位开关的动断触点开断使直流电机失电，停止转动，同时限位开关的动合触点动作闭合，接通合闸电路为开关合闸作好准备。此时如发出合闸指令，合闸线圈励磁衔铁连同抓爪被吸入，拉动缓冲器，使缓冲器与储能器上的止点分离，此时合闸弹簧释放能量，凸轮和储能器同时转动，凸轮推压连杆，带动五连杆机构，推动动触头的杠杆移动，使动.静触头可靠闭合。与此同时转换拉杆在弹簧作用下回落，使限位开关恢复到初始状态，储能电路接通，电动机开始运动储能为下一次开关合闸作好准备。开关在合闸的同时，使分闸弹簧受力拉开，如发出分闸指令，分闸线圈励磁，分闸线圈顶杆弹出，使跳闸半轴转动，释放抓爪带动连杆从释放抓爪的凸槽中脱出，并降到最低位置，开关在分闸弹簧的作用下使动.静触头分开，五连杆机构恢复到初始位置。此开关每一相分主触头与灭弧触头两部分，灭弧触头在灭弧室中，主触头裸露在外面，开关合闸时灭弧触头先于主触头接触，断开时主触头先断开，整个灭弧过程由灭弧室中的灭弧触头完成。（如图1）

1上导电臂2弧触头的静触座3主触头的动触头4下导电臂5弧触头的静触头6弧触头的动触头7灭弧罩

图1－单极开关的主触头与灭弧触头

三、俄式开关在运行中发生的故障及处理方法

3.1电子保护

此种开关不但有外加的保护，而且开关本身带有跳闸用的电子保护，此种保护精密度差，易引起开关误动掉闸造成不必要的事故，因此在检修中已将此种保护全部摘除。

3.2刀触头发热

由于此种开关为抽屉式开关，因此与母线-连接是靠刀触头连接的。因为厂用段的负荷较大，在投产后检查刀触头用红外线测温仪测量，发现刀触头与间隔母线接触面温度高达130`C以上，经检验发现俄制刀触头弹簧压力较松不能使刀触头与母线紧密接触，造成接触不良使母线接触面发热，接触电阻增大，致使温度升高，所以必须对刀触头进行彻底改造，更换为国产特制的刀触头。此种国产刀触头弹簧压力较大，可使母线与刀触头紧密接触，防止发热现象的发生。目前厂用段的工作电源进线开关及备用电源运行较为稳定。

3.3不能储能

在运行中发现开关储能电机旋转，但不能储能。经检查发现不能储能的原因是电动抓爪与手动抓爪的配合不好，棘轮来回摆动，不能向一个方向旋转，这一故障处理较为复杂需将电机与减速箱拆下，调整电机前后位置，增加电动推力抓爪运动幅度与手动抓爪做好配合。

3.4不能合闸

在运行中发现开关操作后不能合闸，造成控制回路合闸继电器接点烧损，经检查发现，开关不能合闸的主要原因是图1中所标注的4—4.5mm尺寸没有得到满足致使合闸失败，控制回路没有通过开关辅助接点的转换断开，由于合闸线圈直阻较小，回路中电流较大，造成继电器接点烧损，在检修中这一尺寸必须满足。

四、进线开关的改造

由于进线开关的负荷较大，开关运行一段时间后出现了主触头与弧触头烧损严重的缺陷，但是此种开关我厂并无备件，因此决定将厂用进线进行改造，退下的开关留作外围设备的备件，首先选用的是国产CB11型开关，CB11开关是我国90年代的先进产品，因为没有此方面的经验，所以只能先在外围设备改造一台做为试验，但是投入运行后，故障较多，开关本身的一些零件磨损严重，不能稳定运行。

第二次选用西门子开关，由于西门子开关本身辅助接点数量不够（俄制开关五开五闭，西门子只有四对），最后决定在框架上加装一个中间继电器来增加接点对数。改造后的开关运行稳定，现在已将两台机组共计十个厂用段改造完毕。

五、结论

随着俄制380V低压进线开关的故障不断发生，检修技术人员针对故障分析与处理，使我们对此型号开关和弹簧储能机构有了更加深刻的了解。在工作中一点一滴的积累经验，将其逐步完善。使所有检修此设备的人员在检修水平上都迈上了新台阶。在改造过程中，特别是对开关的选型，极为重要不仅要满足运行需要，还要满足检修需要。随着科学技术的发展，现在电力产品的更新速度很快，西门子、施耐德等产品均进入电力行业，这就需要我们的技术也应不断提高，才能跟上社会发展的步伐。