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斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用二
2017-06-12 417?、苡捅么笮藓?，柱塞在組裝時(shí)沒(méi)有注入適量液壓油或柱塞桿及珠塞座沒(méi)有擦干凈，柱塞間隙配合過(guò)大，吸油閥鋼珠不復(fù)位;一、二級(jí)閥密封不嚴(yán)，可能存在閥口磨損或球托翻倒;。
(3)處理方法
?、偾逑礊V油器及油泵;更換全部密封圈;
②檢查高壓放油閥是否復(fù)位，如損壞應(yīng)更換;
?、鄱啻未驂号懦鲇捅脙?nèi)空氣;應(yīng)重新組裝各級(jí)分、合閘閥。
2.3 液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力異常升高或異常降低
(1)故障現(xiàn)象;斷路器在運(yùn)行中出現(xiàn)壓力異常，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致高壓閉鎖分、合閘或壓力降低至零位。
(2)壓力異常升高原因分析
?、傥?dòng)開關(guān)1YLJ(1CK)失靈，使儲(chǔ)壓罐活塞桿超過(guò)1YLJ位置時(shí)，電機(jī)電源無(wú)法切斷，繼續(xù)打壓;
②儲(chǔ)壓罐密封圈損壞或者罐壁有磨損，液壓油進(jìn)入儲(chǔ)氣罐;
?、蹓毫Ρ硎ъ`或存在誤差;
?、苤虚g繼電器“粘住”，其觸點(diǎn)斷不開;接觸器卡滯，電機(jī)始終處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
(3)壓力異常降低原因分析
?、賶毫Ρ硎ъ`或存在誤差;
②機(jī)構(gòu)箱內(nèi)有大量漏油處，閥體被油中臟物“墊起”或膠圈損壞(此時(shí)油泵會(huì)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn));
③如儲(chǔ)壓罐連桿在正常停止位置而壓力繼續(xù)降低，則是壓力罐焊縫處可能存在滲漏現(xiàn)象;
?、艿?dú)飧咨蠁蜗蚰嬷归y密封不嚴(yán)漏氣或儲(chǔ)壓罐活塞桿頭部?jī)蓚€(gè)密封圈損壞，使氮?dú)膺M(jìn)入油中。
(4)處理方法
①檢查微動(dòng)開關(guān)、壓力表、中間繼電器、接觸器，如損壞應(yīng)更換，對(duì)微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)進(jìn)行打磨;
?、跈z查儲(chǔ)壓罐，如罐體損壞應(yīng)更換;更換全部密封圈;
2.4 故障現(xiàn)象;壓力低于重合閘或合閘閉鎖值
(1)油壓遠(yuǎn)低于重合閘閉鎖值，接近合閘閉鎖值。
(2)原因分析：CY3型液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中，當(dāng)室外溫度發(fā)生較大變化時(shí)，由于氮?dú)獾臒崦浝淇s(航空油的熱脹冷縮系數(shù)極小，可以忽略不記)現(xiàn)象，使氮?dú)鈮簭?qiáng)隨溫度變化而變化，即使壓力油壓隨著變化，此時(shí)活塞桿幾乎不會(huì)上下移動(dòng)。微動(dòng)開關(guān)2YJ的位置是在常溫(25℃)下調(diào)整好的，在零下10℃時(shí)，氮?dú)鈮簭?qiáng)下降2.92 MPa。該裝置設(shè)定油泵啟動(dòng)值為27.3 MPa，停泵值為27.9 MPa，假設(shè)溫度降低35℃，則油壓降低到24.38 MPa，油泵才能啟動(dòng)打油，但此 時(shí)的油壓遠(yuǎn)低于重合閘閉鎖值，接近合閘閉鎖值，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。
(3)改進(jìn)措施;設(shè)備制造廠在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)，采用在貯壓筒下部安裝一個(gè)發(fā)熱器，但在實(shí)際運(yùn)行中，天氣冷時(shí)發(fā)熱器由于長(zhǎng)期頻繁加熱，容易燒毀，實(shí)用價(jià)值不是很大。建議采用下述兩種方法消，效果較好。
?、傥墨I(xiàn)[1]采取消用微動(dòng)開關(guān)2YJ控制油泵啟動(dòng)，改用接在油路上的壓力開關(guān)1YK控制;取消用微動(dòng)開關(guān)1YJ控制油泵停運(yùn)，改用接在油路上的壓力開關(guān)2YK控制。在實(shí)際應(yīng)用中，由于油路壓力開關(guān)1YK、2YK的啟停參數(shù)具體設(shè)定時(shí)，控制系統(tǒng)的滯后較大，并受擾動(dòng)的因素較多易造成壓力異常，故采用2YJ和1YK，1YJ和2YK串聯(lián)的方式控制油泵的啟停，提高了油壓控制系統(tǒng)的可靠性。
②根據(jù)文獻(xiàn)[1]對(duì)貯壓筒進(jìn)行改造，如圖2所。在貯壓筒上部加裝一個(gè)調(diào)壓活塞貯壓筒頂部改用密封蓋板密封，密封蓋板與貯壓筒用加密封墊螺栓聯(lián)接，在調(diào)壓活塞與密封蓋板之間加一個(gè)調(diào)壓彈簧，其空間充灌潤(rùn)滑脂(注意要保留一定空間)。調(diào)壓彈簧對(duì)調(diào)壓活塞作用的壓強(qiáng)值為原裝置油泵停運(yùn)時(shí)的油壓值，即調(diào)壓彈簧的彈力選擇為調(diào)壓活塞截面積與原裝置油泵停運(yùn)時(shí)的油壓值的乘積。
當(dāng)由于裝置油滲漏或斷路器操作中使用了一定體積的壓力油時(shí)，活塞同樣正常向下移動(dòng)。為保證油泵能正常打油補(bǔ)充，此措施可以在油壓下降時(shí)，由于調(diào)壓活塞兩邊壓差的作用，調(diào)壓活塞向下運(yùn)動(dòng)，壓縮氮?dú)怏w積，提高氮?dú)鈮簭?qiáng)，保證了油壓基本恒定。當(dāng)環(huán)境溫度改變時(shí)，氮?dú)鈮簭?qiáng)改變，調(diào)壓活塞亦能上、下運(yùn)動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)氮?dú)鈮簭?qiáng)，保證油壓基本恒定。
潤(rùn)滑脂主要用來(lái)作為調(diào)壓活塞與貯壓筒內(nèi)壁間的密封，防止氮?dú)庑孤?，?dāng)運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，調(diào)壓彈簧彈力降低時(shí)，可拆開密封蓋板更換調(diào)壓彈簧。使用該改進(jìn)裝置，任何情況下油壓基本恒定，提高了斷路器運(yùn)行中的安全可靠性。
3 永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)展概況
自1989年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)系統(tǒng)與能量組為GEC公司設(shè)計(jì)了第一臺(tái)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)模型起，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)就成了世界各國(guó)開發(fā)的熱點(diǎn)。永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單零部件少，可靠性高及操作能耗小。當(dāng)其與真空斷路器配合使用，組成自動(dòng)重合器系統(tǒng)，應(yīng)用于變電站(開關(guān)柜)和柱上開關(guān)，使配電網(wǎng)的可靠性和自動(dòng)化程度有很大提高。在歐洲市場(chǎng)已出現(xiàn)以電池作為操作能源，可10年免維護(hù)的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)。上世紀(jì)末，國(guó)際上永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)展概況大致如下：
ABB Calor Emag開關(guān)設(shè)備公司，在1997年開發(fā)了一種新型利用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的VM1型真空斷路器。操動(dòng)機(jī)構(gòu)是永磁方形雙線圈結(jié)構(gòu)，僅用7個(gè)活動(dòng)元件代替了由數(shù)百個(gè)零件組成的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在10萬(wàn)次操作壽命中不需維修，是傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的3倍。目前VM1真空斷路器的額定電壓為12175和24kV，額定電流為2000～3150A，額定開斷電流為25～50kA。
英國(guó)IPEC公司的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)采用圓粒形雙線圈結(jié)構(gòu)，并且把永磁體由靜鐵芯移到了動(dòng)鐵芯。
荷蘭Holec 公司的MMS型真空斷路器采用的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)其特點(diǎn)是：合閘、合閘保持和分閘的磁路是分開的，只有合閘位置靠永磁體保持，機(jī)構(gòu)的終止位置是分閘位置，分閘操作僅靠開關(guān)觸頭的彈簧力和分閘彈簧力，通過(guò)合閘線圈使之釋放能量。它的短路開斷電流為31.5kA，分合閘時(shí)間偏差不超過(guò)1ms。
國(guó)內(nèi)在近一、二年里，一些高等院校、研究機(jī)構(gòu)及從事高壓斷路器產(chǎn)品開發(fā)制造的公司，正開展永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的研制，也已開發(fā)出了一些初級(jí)階段的產(chǎn)品，還未形成系列化產(chǎn)品，性能也很不穩(wěn)定。
根據(jù)專家的估計(jì)，國(guó)際上這一領(lǐng)域內(nèi)系統(tǒng)的理論還遠(yuǎn)未成熟，還有許多實(shí)驗(yàn)研究工作要做。國(guó)內(nèi)的理論及實(shí)驗(yàn)研究工作還剛剛起步。因此這種使用新材料、新工藝及新原理，使真空斷路器的磁力驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)低能耗，高可靠性的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究發(fā)展前景及市場(chǎng)前景將是十分寬闊的。
傳統(tǒng)的電動(dòng)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)及電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，能耗大，成為提高真空斷路器的可靠性和提高其免維護(hù)水平的障礙。同時(shí)，由于斷路器是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)控制的關(guān)鍵電氣設(shè)備，因而傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)也制約了配電網(wǎng)自動(dòng)化，運(yùn)動(dòng)化和智能化的發(fā)展。
而永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)比傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)單，合、分閘能耗大大降低，從而能極大的提高了真空斷路器的運(yùn)行可靠性和免維護(hù)水平，并為配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)化、智能化提供了必要的技術(shù)條件。
