隔离开关弹簧机构拒合的原因及改进

1、隔分开关弹簧机构拒合的原因及改良摘要：根据西大望变电站110kV组合电器隔分开关弹簧机构在操作中频繁拒合的实际情况，该文详细分析了造成拒合的原因，提出了改良方案。从另一角度考察如今普遍使用的弹簧操作机构是否存在潜在的事故隐患，进而造成较大的事故，影响系统平安运行。关键词：隔分开关弹簧机构拒合北京电力公司西大望变电站110kV组合电器1998年12月制造出厂，其隔分开关的型号为120-GL-20配电动弹簧操作机构，操作机构的型号为TG1。运行后，陆续发现隔分开关的电动弹簧操作机构出现操作拒合问题，其现象均为电动合闸过程中机构拉杆在运行中过拐臂死点而停顿运动，造成合闸不到位。由于组合电器带电导体与

2、外壳绝缘之间的间隔 很小，均在500600之间，如合闸不到位，设备将严重影响系统的平安，给运行及检修人员带来潜在的事故隐患。1拒合事故原因分析该站110kV组合电器共有隔分开关123组。经统计，截止到2002年发生拒合现象的隔分开关有10组，其拒动组数占隔分开关总数的8.1%。弹簧机构如此大规模的拒合，在开关设备大量选用弹簧操动机构中还是第一次。是产品质量问题还是弹簧机构本身存在此问题？弹簧机构是否不适用于变电站开关设备？针对这些问题，从拒合发生的现象机理进展分析、研究并提出相应的改良方案，并对弹簧操作机构应用在开关设备上的实际情况进展了验证。1.1隔分开关拒合数据统计拒合数据如表1所示。1.

3、2对于拒合现象的初步分析由于开关设备配用弹簧操作机构，在1998年还是较为先进的一种技术。使用弹簧操作机构之初，相关技术专家已经指出：由于弹簧自身存在的疲劳及形变，有可能导致弹簧形变，从而影响开关设备的速度及行程，严重时有可能造成设备事故。根据对TG1型弹簧机构操作原理初步分析，初步断定有可能是机构内的储能弹簧发生形变或硬度不符合制造标准，使机构在合闸时速度发生变化导致拒合。其现场临时解决的方案是对弹簧进展再压缩，使其产生较大的动能，从而完成合闸过程。为验证此推断是否正确，2002年12月10日以抽检的方式在设备制造厂家对弹簧按设计检验标准进展了全部特性测试，如表2所示。根据以上测试结果，排除

4、了操作机构拒合的原因是由于弹簧参数不对或特性改变所致。那么是什么原因导致机构拒合？随后在现场根据设计参数对未运行的122-17及123-2隔分开关进展实地测量，检测是否隔分开关仓内的运动摩擦力偏大导致在操作中出现异常。首先将TG1机构拆下，保存连接机构，在传动主轴上用数字显示的力矩扳手测试力矩，此时测试的主要为隔分开关的反力矩连接机构局部在此条件下的摩擦力矩相对很小，测试结果如下：122-17数据：压缩弹簧长度为227228，合闸分闸缓冲垫为四个，隔分开关刚刚接触的力矩值为59.9N、63.7N、57.9N、55N。合闸到位时最大力矩为98N、98.9N、98.7N、103.4N、104.9N

5、。123-2数据：压缩弹簧长度为247248，合闸分闸缓冲垫为四个，隔分开关刚刚接触的力矩值为：44.8N、38.3N、35.3N、36.7N。合闸到位时最大力矩为85.5N、79.3N、79.6N、80.9N。从测试结果看，力矩测试数据根本满足厂内制造标准不大于100N的要求。其弹簧压缩长度也满足设计要求。但在接下来对分合闸速度特性的测量，根据测量曲线进展比照，终于发现了该站弹簧机构存在的拒合问题的根本原因，如速度曲线图1所示。操作机构缓冲特性的调整有失当问题存在。弹簧操作机构由于弹簧的压缩和释放，期间所产生的动能需要缓冲装置进展吸收，防止机件损坏。产品出厂时,根据设计要求，制造厂侧重于良好

6、的缓冲特性吸收动能、保护机件，强调缓冲曲线而增加缓冲垫,忽略了缓冲特性对机构到位的影响，缓冲较强致使机构刚合、刚分点速度偏低，刚合、刚分点速度一旦偏低,阻碍了机构合、分到位，出现合、分不到位的位置大概都在刚合刚分点附近，此点正为拉杆过死点位置，所以造成拒合。操作机构输出轴与组合电器壳体间的摩擦力，也影响机构的传动。测量机构弹簧的压缩量，发现普遍偏于要求值的下线。隔分开关机构摩擦阻力随环境条件、时间的推移等正常因素的影响略有变化时，再加上机构弹簧压缩量裕度偏小或弹簧压缩量正处于临界状态，是机构合不到位的另一个原因。制造厂追求缓冲曲线，造成装配不当，影响弹簧机构正常动作。检测现场发现123-2机构

7、仅装一根大簧而没装小簧。与厂内提供的机构弹簧装配图纸不相符。此现象是属于安装工人漏装还是设计更改设计方案？经与制造厂核实，其原始设计没有改变。但是经查阅示波图及与厂内检验人员核实，当时出厂检验工程规定：合闸速度应在1.72.5/s范围内，当速度不满足要求时，可拆小簧，试验合格前方可出厂。123-2机构装2根弹簧开关速度超过了2.5/s，按规定拆下小簧，速度为2.32/s。所以出现了有的机构只装一根弹簧的问题，从原理上是不符合设计要求的。另外，当时由于速度在2.63.0/s范围内时，未做过寿命试验，开关的零部件是否能耐受得住，没有把握，因此出厂时对合闸速度及缓冲特性的控制按当时的技术要求，这就是

8、现场出现有的机构是双簧,有的机构是单簧机构的原因。转贴于论文联盟.ll.2对于弹簧机构拒合的解决方案根据以上分析，可以得出结论：该站隔分开关弹簧操作机构出现拒合现象，是由于设备在出厂试验时对速度及缓冲曲线的要求，导致调整分、合闸缓冲时增加了较多的缓冲垫，致使机构在合闸当中速度偏低，在机构过死点时由于速度缺乏导致拒合，其拒合原因与弹簧本身质量和设计没有关系。为理解决这一问题，应首先进步刚合、刚分点速度。为此，根据分析结果制定的改良方案如下：检查机构的弹簧根数，必须满足两根弹簧的设计要求。凡装一根大簧的机构，均加装小簧进展操作,找出机构刚能合、分到位的状态，同时测量在此状态下的弹簧外圈两端的长度H

9、1在合闸位置测量。装两根弹簧的机构，要找出机构刚能合、分到位的状态，同时也要测量在此状态下的弹簧外圈两端的长度H1在合闸位置测量。减少调整缓冲性能的垫圈，按设计要求保存12个垫圈。H1的允许范围为：248236。如H1小于236时，可更换大小弹簧处理。如H1大于236时，可按下步进展处理：将所有机构实测H1的根底上再拧紧610圈915，这时的弹簧长度H1允许范围为239227。在能保证H1值的根底上再拧紧610圈的特殊情况下，可将弹簧H1拧紧到222现场最小允许值，经过机械寿命试验。现场所有机构均按上述步骤进展处理，改良后要进展特性曲线的测试。3改良结果从2022年开场，检修单位经过按上述分析试验的结果进展改良，该站123组隔分开关的操作情况有了很大的改观。改良后