一起BLK222弹簧机构老化引起的储能故障分析及处理

一起BLK222弹簧机构老化引起的储能故障分析及处理

李钦柱李鑫贠钦超刘珂

(1.国网济南供电公司山东省济南市250012)

摘要：针对长期运行的某220kV变电站，110kVBLK222型弹簧机构发生的老化引起的多起储能故障，进行了详细检查分析，提出了适当加大合闸弹簧预储能，即逆时针调整限位板的解决方案，通过实施该方案后的设备实际运行状况良好。

关键词：断路器；储能；弹簧；老化；限位板；预储能

0引言

ABB公司制造的BLK222型断路器操动机构技术较为成熟，广泛应用于其所生产的LTB系列断路器。BLK222型断路器操动机构为弹簧储能机构，由弹簧提供断路器操作所需要的能量，弹簧一旦储能，能量就被保持住而不会发生能量损失。通过弹簧储能，为断路器分合闸提供能量，实现断路器的快速分合闸，操动机构是决定断路器性能的关键部件之一，其性能的优劣将直接影响到断路器的可靠性。

1BLK222型操动机构的储能原理

1.1储能电气原理

图1BLK222型弹簧机构储能回路原理图

F1：储能电源开关Y7：手/电动储能闭锁

BW2：储能限位开关Q1：储能控制继电器

1.2储能机械原理

图2BLK222型弹簧机构外观

储能：该合闸弹簧为卷簧，储能过程中卷簧内轴被合闸挚子固定、外侧被电机带动顺时针转动，至压迫限位开关BW1、BW2动作时，储能到位，储能回路断开；

释能：卷簧外侧与电机储能部分为不可逆齿轮联动，只能顺时针转动且不可逆。合闸动作时，外层固定、内轴释放并顺时针转动，在断路器完成合闸动作的同时，带动分闸弹簧储能，然后利用内轴转动的惯性带动外层顺时针甩动，使限位开关复位，储能回路导通，储能电机启动，再次为弹簧储能。

2BLK222操动机构的故障分析

2.1现场设备外观检查

检修人员对开关机构进行检查时发现，开关在合闸位置，但未储能，检查发现储能限位开关BW2的21-22常闭接点未接通。

打开机构箱后发现，合闸弹簧卸能后限位块未甩过限位开关，限位开关未复位，此时合闸弹簧未储能，但造成了电气回路的“假储能”现象。

2.2现场试验检查

根据试验结果，判断合闸速度偏低。

2.3故障原因分析

合闸弹簧能量用于断路器合闸和分闸弹簧储能两部分，合闸弹簧释能后行程过小的原因是“合闸弹簧能量”、“断路器合闸阻力”、“分闸弹簧能量”三者配合不合适，原因有以下两点：

一是分闸弹簧受温度降低等因素影响，使分闸弹簧能量过大，也会造成合闸过程中能量不足。分闸弹簧能量过大，会造成断路器分闸速度过快，可能对灭弧室或传动部分元件造成冲击。本次测试中，分闸速度正常可排除该原因。

二是合闸弹簧疲劳。本台开关于2006年7月投运，至今已运行8年，存在合闸弹簧疲劳的可能性。合闸功减小，轻则造成断路器合闸速度降低，严重时可能造成断路器合闸不到位，甚至出现半分半合的严重后果。本次测试中，合闸速度偏低，因此需加大合闸弹簧预储能。

综合分析，应为合闸弹簧长期运行产生疲劳，导致合闸功减小，断路器合闸不到位，并最终导致断路器储能故障。

3处理方案

合闸弹簧的储存能量多少由限位板控制，顺时针调整限位板，合闸弹簧储能角度减小，储存能量减少；同理逆时针调整时，合闸弹簧储能角度变大，储存能力增加。根据测试结果判断，断路器合闸弹簧疲劳，应适当加大合闸弹簧预储能，即逆时针调整限位板。

图4调整前、后限位板位置

4结语

许多老旧变电站，其设备机构投运年限较长，合闸弹簧已出现不同程度的疲劳情况，类似故障在弹簧未储能的情况下，会造成电气回路已储能的假象，再次合闸时会造成合闸线圈或保护装置长时间通电过热，烧损器件。因此，要定期开展断路器机械特性试验，对老旧断路器进行运行监测，以便及时发现设备隐患并进行处理。

参考文献

[1]朱宝林.SF6断路器技能考核培训教材[M].北京:中国电力出版社,2003.

[2]黎斌.SF6高压电器[M].北京：机械工业出版社，2007.

[3]张若飞，杜黎明，张利燕.SF6高压断路器故障分析[J].高压电器，2010，46(2)：99-102.

[4]黄新波.变电设备在线监测与故障诊断[M]。北京:中国电力出版社，2008.

[5]秦曾煌.电工学[M].北京：高等教育出版社,2002.

作者简介

李钦柱（1989），男，山东聊城，本科，国网济南供电公司，工程师。

李鑫（1988），男，湖北钟祥，本科，国网济南供电公司，工程师。