基于变电运行分析断路器气动机构异常

摘要：气动机构是依靠压缩空气来完成断路器的分合闸操作的，由于气动机构自身的结构特点，在变电运行过程中，时常会有异常情况发生，严重影响了变电站的安全稳定运行。在这篇文章里，我们就主要针对在广东电网变电运行过程中断路器气动机构经常出现的异常情况进行分析，了解其故障原因及处理方法，并提出一些故障预防的建议。

关键字：变电运行；断路器；气动机构；机构异常

目前在电力系统中使用较多的断路器操作机构主要有弹簧机构、液压机构、电磁机构和气动机构这四种。这几种操作机构有着各自不同的优缺点，在生产运行中，要根据实际运行情况进行选择。在这篇文章里，我们将主要对在广东电网变电站的运行过程中，断路器气动机构经常出现的一些异常情况进行分析，了解其故障原因及处理方法，并提出一些故障预防的建议。

气动机构是以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号的机构。它有着动作快、操作平稳、直流电源功率低及在短时间失去电源仍然可以多次对断路器进行操作的优点，在220KV、500KV等超高压变电站得到广泛的应用。在中国南方电网制定的《广东电网公司断路器技术规范》中，对断路器气动机构的绝缘、操作和开断用的压缩气源额定压力和气体及真空密封都有严格的规定，但是由于各种不同的因素，在变电运行过程中，常会有各种异常情况发生，严重的影响到了变电站的安全稳定运行。气动机构主要是由活塞、气缸、压缩空气补给控制阀、分合闸线圈、合闸弹簧、缓冲器、分闸保持和脱扣器等多个部分组成。它依靠达到额定气压值的压缩空气来实现断路器的分合闸操作。断路器的每一相都独立配置一套气动操作机构，但一般三相共用一个压缩气源。通过对在广东电网变电站中气动机构发生的异常情况进行统计分析，我们了解到，气动机构异常比较常见的主要有机构漏气、空压机频繁启动、空压机启动后不能自动停止和空压机该启动而未能启动等，运行中大多数的异常是由于气动机构不同部分漏气造成的。下面我们就以在广东电网高压变电站中应用较为广泛的550MHME-2Y型断路器的气动机构在日常工作中出现的异常情况进行分析。

1.异常情况分析

一.气动机构漏气的异常情况：漏气的原因有很多，在日常运行中主要是由于：1.机构密封部位的螺栓松动、机构管道（焊缝、压力表）连接处有漏点，2.放水阀不严存在泄漏，3.压缩机的逆止阀被灰尘堵塞或密封阀损坏4.工作缸的活塞存在磨损。当由于上述因素造成气动机构轻微漏气时，空压机会隔一段时间打压一次，运行人员要依据空压机启动的遥信反馈判断打压是否频繁（规定是每天启动超过两次就算频繁），根据判断的情况，运行人员需要到设备现场对相应的断路器压缩空气进行细致的检查，发现问题后要及时汇报，查明原因后及时安排检修。

二.空压机频繁启动的异常情况：频繁启动的原因有很多种，1.压缩空气系统有轻微的漏气（主要原因）。2.逆止阀被灰尘堵塞。 3.气缸活塞磨损。4.空气开关启泵值过高（启泵值过高，会导致空压机启动次数增加，但这个发生的可能性很小）。针对上述几种情况我们通过几种方式来进行处理，（1）通过听声音的方法确定漏气的部位，对管道连接处漏气及活塞环磨损而造成的机构常启动，应迅速汇报领导并申请将相关断路器停电检修处理，防止在运行中出现大量排气的情况。（2）当断路器在合闸后听到空气压缩机存在较大的漏气声，则有很大的可能是由于灰尘堵住了压缩机的逆止阀，针对这种情况可以通过对该断路器进行多次分合闸操作来消除这种异常。

三.空压机在气压降低时应该启动而未能及时启动：这个异常情况的发生原因有很多，在日常运行中出现过的主要有电源开关跳开、空压机未能泄压、电机发生过载而切断、接触器线圈损毁、电机烧毁等。故障发生时现象主要有3种：一是空压机打压结束后不能正常泻压，这是因为排气管内的水因为天气冷而结冰造成堵塞；二是电机过载发热使热电耦动作；三是电源接线存在松动、脱落，使空压机失压或缺相，使空压机不能启动。在生产运行过程中，运行人员要针对不同的情况去处理。

四.空压机启动后不能自动停止，在空压机启动后，当压力达到额定值时要自动停止，当出现不能自动停止的情况时，要从两个方面进行查找，一是查看压缩系统是否存在漏点，是否有补气不能赶上漏气的情况；二是空压机自身存在问题不能可靠建立压力。

2.异常情况的防范建议

通过上面对几种最常见的异常情况进行分析，我们可以认识到，断路器的气动机构异常往往会导致断路器不能及时可靠的分合，会影响到变电站的正常可靠运行，尤其是当出现故障需要跳开开关时影响会更严重。所以我们要想办法及时有效的避免异常情况的发生，针对这个问题，结合实际运行情况及故障发生机理。我们提出几点建议：

1.运行值班人员要能够清晰的掌握站内断路器气动机构的工作原理及细致的结构组成，这样可以为以后的异常处理打下基础，了解了这些基本的东西，当异常情况发生时，才能及时的找到故障点，并根据现象对故障类型进行分析判断，再作出相应的处理。只有在有良好基础的前提下，当运行人员发现异常情况超出自己的能力范围时，才能准确地向上级领导汇报，由其安排检修人员准确备好配件，并迅速消除异常。

2.在日常运行监视过程中，值班人员对气动机构空压机的启动次数及时间要密切监视，通过以上对异常情况分析得到的结论，我们可以看到发现断路器气动机构异常主要是依靠对空压机启动时间及次数的监视，这就需要运行人员提高警惕，及时记录每天断路器空压机启动的次数，作为是否启动频繁的依据，从而判断断路器是否存在漏气现象；同时，在空压机启动时还要注意每次启动的时间，一方面可以发现漏气现象、掌握漏气程度；另一方面可以及时地断开电机电源，防止空压机长期运转而烧毁电机。

3.在变电运行过程中，对于运行中容易发生的故障，运行人员要定期对故障处理做好预想，使自己有能力熟练的应对气动机构发生的各种异常情况。

4.变电运行管理人员要针对运行中出现的故障，对于备件做好采购计划，防止在零部件损坏情况下，由于没有备件而不能及时的更换，而导致事故的蔓延和长时间的异常。这在实际情况中非常重要，如果断气动机构回路的零部件损坏却未能及时进行更换，将会增加停电时间，直接影响到系统的安全稳定性。所以有必要设立专职人员对备品备件进行管理，定期检查备件情况，及时补充，方能有备无患。

3.结束语

我们在上面对变电运行过程中，断路器的气动机构经常出现的异常情况，及异常情况发生的原因进行了分析，并相应的提出了处理和预防的措施。我们也认识到，气动机构在运行维护过程中异常情况出现的比较频繁，所以各个变电站要根据设备使用年限进行改造更换，逐步用弹簧机构来替代气动机构，从而提高变电站的稳定运行稳定性和供电可靠性。

参考文献：

[1]王强.从变电运行角度分析断路器气动机构异常[J].《科学之友》，2011，（11）

[2]李洪涛.高压开关气动机构常见故障分析及改进措施[C].2006 - 2006年中国电机工程学会年会

[3]沈炳华，于文波.550-MHMe-2Y型断路器气动机构漏气漏点的分析诊断及防范措施[J].《沈阳工程学院学报（自然科学版）》，2011，（4）