CT19型操作机构

1 CT19CT19 型操作机构动作原理及常见故障处理型操作机构动作原理及常见故障处理 杜乾刚 广东电网公司东莞供电局 广东 东莞 523120 摘要摘要 目前 大部分国产的真空断路器多选用 CT19 型弹簧操作机 构作为牵引机构 其中以 ZN28 型系列高压真空断路器最为典型 该 类型机构以其卓越的性能越来越受到各地供电局的喜爱 东莞从 90 年代初开始引进该类型机构 至今已拓展至上百台 产品覆盖了东 莞的各个镇区 但近几年发现 其在东莞地区的故障率越来越高 其中危害最大的就是出现 拒分 现象 容易引发电网事故越级跳 闸 据调查显示 发生故障的主要原因一方面与产品的质量有关 另一方面与操作人员不熟悉操作有关 本文重点介绍该类型操作机 构的结构 动作原理及操作要领 并通过常见故障说明其处理方法 为广大的电力一线工作者提供宝贵的经验 关键词关键词 弹簧机构 ZN28 工作原理 故障处理 一 前言 CT19 型弹簧操作机构由于其自身的优越性越来越多的应用于我 局所管辖的各等级变电站中 生产的厂家也多有不同 其中应用最 多的主要为余姚舜利开关厂 珠江开关厂及汕头正超厂等 下面就 以余姚舜利开关厂生产的 ZN28 10 系列户内高压真空断路器及操作 机构为例具体说明一下断路器的结构及动作原理 二 提出问题 该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 2 器合闸的能量 其优点在于 1 不需要大功率的储能源 紧急情况下也可手动储能 所以可 在各种场合使用 2 根据需要可构成不同合闸功能的操作机构 用于 10 220kV 各电压等级的断路器中 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 但同时它也不可避免的具有自身的缺陷 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 具体而言 目前我们发现较常见的故障为 拒合 和 拒分 而要解决这两个故障首先就必须了解设备的结构及动作原理 CT19 型弹簧操作机构结构及其动作原理 该类型的机构合闸弹簧的储能方式有电动机储能和手动储能两 种 分闸操作有分闸电磁铁 过电流脱扣电磁铁及手动按钮操作三 种 合闸操作有合闸电磁铁及手动按钮操作两种 机构主要由五个单元组成 它们分别是 驱动单元 储能单元 脱扣器单元 合闸单元和分闸单元 电气控制单元 辅助接点和行 程开关 和框架 其中 驱动单元位于右侧板和中间隔板之间 为一匹配真空断 路器运动的负载特性的凸轮连杆式机构 它的输出轴位于机构的最 3 上端 储能机构位于左侧板和中间隔板之间 为一个两级齿轮减速机 构 储能时可以电动或人力操动 具有防逆转和机械离合装置 两 根合闸弹簧分别布置在机构两边外侧 脱扣器单元和电气控制单元在下面将进一步叙述 下图为 CT19 型弹操机构的结构简图 从图 1 中 我们可以看出 整个机构固定在框架上 该框架固 定在 XGN GGA 开关柜本体内部 因此 在固定的过程中必须保证框 架体在动作过程中不出现明显晃动 否则将直接导致开关分 合过 程中各项机械特性参数发生变化 为了能够更好地说明电动储能及合 分动作原理 我们特给出 图 2 和图 3 以便进一步的说明 分闸按钮 分闸电 磁铁及分闸线圈 行程开关 人力储能摇臂 合闸按钮 合闸 电磁铁及合闸线 圈 齿轮 电动机 二次接线端子 左侧储能弹簧 左侧板 框架 中间板 分闸限位拐臂 输出轴 人力合闸接头 分闸限位销轴 连杆 凸轮 右侧板 辅助开关连杆 右侧储能弹簧 辅助开关 图 1 弹操机构的结构简图 4 1 电动储能原理 图 2 为电动储能机构示意图 它采用两级 齿轮减速结构 电动机从齿轮轴的一端输入功率 齿轮 A 和齿轮 B 构成第一级齿轮传动 齿 轮 C 和齿轮 D 构成第二级 齿轮传动 齿轮 D 传动的 同时带动驱动爪 驱动爪 在运动过程中与驱动块咬 合后带动储能轴转动 于 是实现给合闸弹簧储能 弹簧储能到位时 摇臂推 动行程开关 切断电动机 电源 与此同时 离合推 轮将驱动爪抬起脱离驱动 块 从而保证储能机械系统在惯性力作用下而不被破坏 2 合 分动作原理 机构的合 分操作通过 凸轮 连杆机构来实现 如图 3 所示 A 合闸操作 当机构的合闸弹簧储能完毕后 凸轮 连杆机 构处于图 3 中所示状态 合闸弹簧因挚子的作用而保持在储能状态 储能保持挚子扣板在凸轮滚子力的作用下有向解扣方向 顺时针方 向 运动的趋势 此时若将合闸脱扣轴按顺时针方向转动至脱扣位 置 储能保持挚子扣板将向顺时针方向转动 储能保持状态即被解 图 2 电动储能示意图 齿轮 D 驱动爪 棘轮 驱动块 摇臂 储能轴 止动棘爪 离合推轮 齿轮 C 齿轮 B 齿轮 A 微动开关 5 除 合闸弹簧快速释放能 量 就带动凸轮沿顺时针 方向转动 同时 连杆机 构在凸轮的驱动下运动至 合闸位置一 图 3b 所示 从而完成机构的合闸动作 此时若继续使合闸弹簧储 能到位 凸轮 连杆机构 将达到 图 3a 所示状态 B 分闸操作 机构的合闸状态是由连杆机构的扣板和半轴来 保持的 扣板在断路器负载力的作用下有向解扣方向 逆时针方向 运动的趋势 此时若将分闸半轴沿逆时针方向转动至脱扣位置 扣 板将迅速沿逆时针方向运动 连杆机构的平衡状态被解除 在断路 器负载力的作用下运动至分闸位置一 图 3c 或 图 3d 所示位置 从而完成机构的分闸动作 图 3d 所示状态也是机构的自由脱扣 状态 总之 电机转动带动弹簧进行储能 到达位置后依靠合闸半轴电机转动带动弹簧进行储能 到达位置后依靠合闸半轴 来维持弹簧的储能状态 当合闸电磁铁动作使弹簧释能 开关快速来维持弹簧的储能状态 当合闸电磁铁动作使弹簧释能 开关快速 合闸 合闸的同时拉动分闸弹簧使之具备分闸能力 达到预备分闸合闸 合闸的同时拉动分闸弹簧使之具备分闸能力 达到预备分闸 状态 同时电机转动弹簧进行储能 而机构的合闸状态依靠分闸半状态 同时电机转动弹簧进行储能 而机构的合闸状态依靠分闸半 轴来维持 如此循环 轴来维持 如此循环 图 3 合 分动作原理示意 图 输出拐臂 输出轴 分闸半轴 扣板 连扳 滚子 合闸半轴 凸轮滚子 储能保持 挚子扣板 储能轴 凸轮 6 三 常见故障及其处理方法 1 1 拒分 拒分 造成机构拒分的可能有两种 电气回路故障或机械部分故障 1 电气回路故障 故障现象 可手动分闸 电动分闸时不动作出现二次回路断线 及红灯不亮 可能存在以下三种情况 A 分闸线圈匝间短路或断线 其主要原因是线圈带电时间过 长或绝缘老化引起 处理方法 测量分闸线圈电阻 确认损坏后把其更换 B 辅助接点接触不良或没有切换 处理方法 检查及调整或更换辅助接点 C 二次线接触不良 处理方法 检查二次线 2 机械部分故障 可能存在以下四种情况 A 传动连片变形 故障现象 手动不能分闸 处理方法 更换变形的连片 B 转动部分有阻滞及复归弹簧不够力使其不能正常复归或复 归不到位 故障现象 同样是手动不能分闸 处理方法 出现故障的原因为所使用的润滑油变质所致 处理 时应选用机油或者是保证 20 年不干凅的进口润滑油 清除旧用的润 7 滑油和锈 在转动部分加新润滑油及处理复归弹簧使其能正常复归 到位 C 分闸半轴搭靠量过大或分闸铁芯工作间隙过小 故障现象 可手动分闸 电动分闸时线圈动作 但机构不动 作 处理方法 调整分闸半轴的搭扣量为 1 5 2mm 之间 如果 问题依然没有得到解决即调整分闸铁芯的活动间隙 适量调长 配 合现场测试动作电压 直至合格 D 分闸铁芯卡阻 活动不畅顺 故障现象 可手动分闸 电动分闸时线圈动作 但机构不动 作 处理方法 处理分闸铁芯活动畅顺 2 2 拒合 拒合 造成机构拒合的可能同样有电气回路故障或机械部分故障两种 情况 1 电气回路故障 故障现象 可手动合闸 电动合闸时不动作出现二次回路断线 及绿灯不亮 可能存在以下三种情况 A 合闸线圈匝间短路或断线 处理方法 测量合闸线圈电阻 确认损坏后把其更换 B 辅助接点接触不良或没有切换 处理方法 检查及调整或更换辅助接点 8 C 二次线接触不良 处理方法 检查二次线 2 机械部分故障 可能存在以下四种情况 A 传动连片变形 故障现象 手动不能合闸 处理方法 更换变形的连片 B 转动部分有阻滞及复归弹簧不够力使其不能正常复归或复 归不到位 故障现象 手动不能合闸 处理方法 通常情况下为使用的润滑油不合适 清除旧用的 润滑油和锈 在转动部分加新润滑油及处理复归弹簧使其能正常复 归到位 C 合闸半轴搭靠量过大或合闸铁芯工作间隙过小 故障现象 可手动合闸 电动合闸时线圈动作 但机构不动 作 也存在机构动作 但开关不能合上 即 坐不稳 处理方法 调整合闸半轴的搭扣量为 1 5 2mm 之间 D 合闸铁芯卡阻 活动不畅顺 故障现象 可手动合闸 电动合闸时线圈动作 但机构不动 作 也存在机构动作 但开关不能合上 即 坐不稳 处理方法 处理合闸铁芯活动畅顺 E 机构没有储能 即弹簧处于无能量状态 a 储能回路不通 行程开关损坏及移位 电机损坏 9 故障现象 电机不运转 处理方法 检查储能回路针对其处理 b 棘轮和棘爪磨损 故障现象 电机运转但棘轮不转 处理方法 更换损坏的零部件 以上所阐述的为 CT 19 机构常见的故障类型及处理方法 在 处理过程中必须注意的是退出各电源退出各电源 确认无电压后方可开始工作 确认无电压后方可开始工作 必须把机构进行释能 严禁带有能量进行工作 线圈的电阻值相近 必须把机构进行释能 严禁带有能量进行工作 线圈的电阻值相近 线圈的电压相同 外形尺寸相近 线圈的电压相同 外形尺寸相近 四 致谢 何满棠同志对本文的修改提供了宝贵意见 谨此致谢 下面是挣钱的 三 常见故障及其处理方法 1 1 拒分 拒分 造成机构拒分的可能有两种 电气回路故障或机械部分故障 1 电气回路故障 故障现象 可手动分闸 电动分闸时不动作出现二次回路断线 及红灯不亮 可能存在以下三种情况 A 分闸线圈匝间短路或断线 其主要原因是线圈带电时间过 长或绝缘老化引起 处理方法 测量分闸线圈电阻 确认损坏后把其更换 10 B 辅助接点接触不良或没有切换 处理方法 检查及调整或更换辅助接点 C 二次线接触不良 处理方法 检查二次线 2 机械部分故障 可能存在以下四种情况 A 传动连片变形 故障现象 手动不能分闸 处理方法 更换变形的连片 B 转动部分有阻滞及复归弹簧不够力使其不能正常复归或复 归不到位 故障现象 同样是手动不能分闸 处理方法 出现故障的原因为所使用的润滑油变质所致 处理 时应选用机油或者是保证 20 年不干凅的进口润滑油 清除旧用的润 滑油和锈 在转动部分加新润滑油及处理复归弹簧使其能正常复归 到位 C 分闸半轴搭靠量过大或分闸铁芯工作间隙过小 故障现象 可手动分闸 电动分闸时线圈动作 但机构不动 作 处理方法 调整分闸半轴的搭扣量为 1 5 2mm 之间 如果 问题依然没有得到解决即调整分闸铁芯的活动间隙 适量调长 配 合现场测试动作电压 直至合格 D 分闸铁芯卡阻 活动不畅顺 11 故障现象 可手动分闸 电动分闸时线圈动作 但机构不动 作 处理方法 处理分闸铁芯活动畅顺 2 2 拒合 拒合 造成机构拒合的可能同样有电气回路故障或机械部分故障两种 情况 1 电气回路故障 故障现象 可手动合闸 电动合闸时不动作出现二次回路断线 及绿灯不亮 可能存在以下三种情况 A 合闸线圈匝间短路或断线 处理方法 测量合闸线圈电阻 确认损坏后把其更换 B 辅助接点接触不良或没有切换 处理方法 检查及调整或更换辅助接点 C 二次线接触不良 处理方法 检查二次线 2 机械部分故障 可能存在以下四种情况 A 传动连片变形 故障现象 手动不能合闸 处理方法 更换变形的连片 B 转动部分有阻滞及复归弹簧不够力使其不能正常复归或复 归不到位 故障现象 手动不能合闸 12 处理方法 通常情况下为使用的润滑油不合适 清除旧用的 润滑油和锈 在转动部分加新润滑油及处理复归弹簧使其能正常复 归到位 C 合闸半轴搭靠量过大或合闸铁芯工作间隙过小 故障现象 可手动合闸 电动合闸时线圈动作 但机构不动 作 也存在机构动作 但开关不能合上 即 坐不稳 处理方法 调整合闸半轴的搭扣量为 1 5 2mm 之间 D 合闸铁芯卡阻 活动不畅顺 故障现象 可手动合闸 电动合闸时线圈动作 但机构不动 作 也存在机构动作 但开关不能合上 即 坐不稳 处理方法 处理合闸铁芯活动畅顺 E 机构没有储能 即弹簧处于无能量状态 a 储能回路不通 行程开关损坏