27.5kV隔离开关电动操作机构的故障分析及处理
2017-09-06
中国电源产业网
导语：27.5kV电动隔离开关运行的可靠性对电气化铁路的安全运行有着重要的影响，电动操作机构是隔离开关稳定运行的一个重要环节。本文分析了电动操作机构的故障，并针对其发生原因提出处理方法。
摘要：27.5kV电动隔离开关运行的可靠性对电气化铁路的安全运行有着重要的影响，电动操作机构是隔离开关稳定运行的一个重要环节。本文分析了电动操作机构的故障，并针对其发生原因提出处理方法。
关键词：操作机构，故障分析 ，处理措施
The fault analysis and processing of the electric operating mechanism of the 27.5 kV disconnecting switch
Guoxin1 Liyufeng2
Abstract: The reliability of the 27.5 kV electric disconnecting switch operation has important influence to the safe operation of electrified railway. Electric operating mechanism is an important part of isolating switch. This paper analyzes the fault of the electric operating mechanism and puts forward the method for the cause of the operation.
Keywords: operating mechanism；fault analysis；treatment measures
1. 引言
高压隔离开关是高压电器中使用最多的一种电器设备，具有明显可见的断开点，没有灭弧能力。27.5kV电动隔离开关在电气化铁路系统中起着隔离电压，保证接触网检修时的工作人员人身安全，以及改变系统运行方式的作用。27.5kV电动隔离开关在运行中发生故障，对电气化铁路系统运行有重大的影响。电动操作机构作为电动隔离开关核心控制部件，当它发生故障时，会影响高压隔离开关的正常分、合闸操作，进而对电气化铁路系统安全运行产生影响。本文根据实际工作经验，对隔离开关的电动操作机构故障进行了分析并提出处理方法。
电动操作机构的主要电器元件包括：空气开关QF、万能转换开关QC、按钮SB、接触器KM、行程开关SQ、热过载继电器FR、停止按钮SBS、手摇闭锁开关SQ3、电动机M。主要工作原理是：闭合空气开关，按动SB1合闸按钮，KM1合闸接触器吸合，主电机回路接通，M电动机通电开始转动，通过减速机带动主传动轴动作，当主传动轴旋转到位后，轴上的限位块触动SQ1合闸行程开关动作，控制回路被切断，接触器复位，电动机断电停止运行。在运行中电动操作机构发生故障，影响开关运行有多种原因。经过分析，笔者认为发生故障主要有以下几个方面。
电动机构的电气原理图
2. 主要故障表现以及处理
隔离开关在安装调试及运行中，由操作机构引起的故障主要表现为：隔离开关分、合闸不到位；电动操作机构分、合闸到位不能自停；隔离开关分、合闸到位后无位置信号；电动操作机构没有自保持；电动操作机构拒动。
对于电动操作机构进行问题处理时，首先要把电源断开，转换开关打到就地位，然后对机构内部的接线进行检查，查看是否有接线松动脱落现象，之后进行电器元件的检查以及电路接线是否正确。在处理问题时也要对机构箱的密封情况进行检查，灰尘、雨水的渗入都会对电器元件造成损害引起故障。
2.1电动操作机构导致隔离开关的分、合闸不到位
分、合闸不到位的故障现象是：隔离开关进行合闸动作时，动触头与静触动并没有完全的接触，电动操作机构就停止了转动；隔离开关进行分闸动作时，还未达到所需的安全距离时，电动操作机构就停止了转动。造成这种现象的原因是由于电动操作机构的旋转角度过小，而影响机构旋转角度的主要原因有以下两种：
（1） 机构内的主传动轴与轴上安装的限位块之间的配合存在过大的间隙，以至于隔离开关还没有分、合闸到位，限位块就触发行程开关动作，电动机断电停止转动。
（2） 机构内限位螺栓上的螺母松动或者限位螺栓弯曲变形，使限位块的旋转角度范围产生变化，隔离开关分、合闸未到位，限位块就触发行程开关动作。电动机断电停止转动。
解决办法：由配合间隙引起的，需要更换限位块以及配合安装的键块；由限位螺栓引起的，更换变形的限位螺栓，重新调整所需的限位长度后，把螺母拧紧。
2.2电动操作机构分、合闸到位不能自停
电动机构转动到位后不能自停的现象是：电动操作机构分、合闸到位，电动机未能断电停止转动，直至过载保护器动作或者手动切断电源，才停止动作。通过对故障分析，故障原因主要有以下四种：
（1） 行程开关电器元件损坏，当机构旋转到位触动行程开关后，其无法正常的切断控制回路，进而使主回路也未能断开，电动机仍然通电转动。
（2） 行程开关安装位置不当，电器元件接线端子与机构箱体短路，开关失去断开控制回路的作用。
（3） 控制回路断电后，接触器在吸合状态卡滞，无法复位，导致主回路未能断开，电动机仍然通电转动。
（4） 电动操作机构内的限位块铸造时存在瑕疵，发生断裂脱落。
解决办法：对行程开关损坏的进行更换；调整行程开关位置，做好绝缘防护；对于由异物导致接触器卡滞的，可拆卸清除异物，并做好机构的封堵防护；由于接触器质量问题引起卡滞的更换接触器，做好机构的封堵防护；更换质量较好的限位块。
2.3电动操作机构分、合闸到位后无位置信号
无位置信号的故障现象是：隔离开关分、合闸到位后，调度台没有接收到隔离开关分、合闸位置反馈信号，无法得知隔离开关是否已经动作。通过对故障进行分析，主要原因有以下几种：
（1） 位置信号接线端子松动，接线脱落。
（2） 电动操作机构内的分闸限位螺栓与合闸限位螺栓两者的长度相差过大。导致辅助开关旋转不到位，无法接通发出信号。
（3） 辅助开关与机构主传动轴的连接存在问题，一是两者之间的配合角度不正确，导致辅助开关旋转不到位，无法接通发出信号；二是两者之间的配合存在松动时，辅助开关也无法正常的接通发出位置信号。
解决办法：重新接好脱落的导线；限位螺栓长度重新调整，使两者的长度基本一致；电动操作机构旋转到位后，把主传动轴与辅助开关的连接松开，手动旋转辅助开关，使其产生的位置信号与当前分、合闸位置相对应后，再把主传动轴与辅助开关连接固定好。
2.4电动操作机构无自保持
无自保持的故障现象是：按动电动操作机构的分闸按钮或合闸按钮后，电动操作机构转动，而松开按钮后，电动操作机构就停止转动。通过对故障进行分析后，主要原因有以下两种：
（1） 接触器用于自保持的辅助触头损坏或者是辅助触头接触不良。
（2） 控制回路中与自保持接点的电路存在断点。
解决办法；更换辅助触头或接触器；重新接线消除断点。
2.5电动操作机构拒动
拒动的故障现象是：电动操作机构分、合闸按钮动作后，分、合闸不动作，只有分闸动作或只有合闸动作。导致拒动的原因是多方面的，对于不同的故障现象，其故障原因也是有所不同的。
2.5.1操作机构接到指令后只有分闸时可以动作，合闸时无法动作。这种故障的原因主要有以下几种：
（1） 合闸操作按钮损坏，无法发出动作指令。
（2） 合闸回路中的限位开关损坏，致使合闸控制回路存在断点。
（3） 合闸接触器卡滞；接触器线圈损坏。
（4） 控制回路电器元件压线螺丝未拧紧，产生松动，导致接线松动脱落。
解决办法：更换操作按钮；更换限位开关；对于由异物导致接触器的卡滞，可拆卸清除异物，并做好机构的封堵防护；由于质量问题引起接触器的卡滞，更换接触器；重新接线后把压线螺丝拧紧。
对于操作机构只有合闸时可以动作，分闸时无法动作的，其故障原因和解决办法，同上述相似。
2.5.2操作分、合闸都不动作
操作分、合闸都不动作时，可以分为两种故障：控制回路故障和主回路故障。
2.5.2.1控制回路故障现象是：按动分、合闸指令按钮后接触器不吸合。造成这种故障的原因有以下几种：
（1） 没有控制电源电压或者电压过低；控制回路的空气开关损坏。
（2） 手摇闭锁开关损坏；手摇闭锁开关的固定螺丝松动，使其位置发生偏移，开关无法被凸轮按压接通电源回路。
（3） 急停按钮损坏；热过载继电器损坏。
（4） 电器元件的压线螺丝未拧紧，产生松动，导致接线松动脱落。
解决办法：确保电源线接线正确，输入电源正常；更换损坏的电器元件；重新调整手摇闭锁开关位置；电路中松动的线重新接好，拧紧压线螺丝。
2.5.2.2主回路故障现象是：控制回路接触器吸合电动机不转动。当机构出现控制回路故障时，可以通过强制按动接触器，使其吸合，来判断主回路是否存在故障。主回路故障的原因主要有以下几种：
（1） 主回路没有电压；空气开关损坏。
（2） 热过载继电器未选择自动复位方式，当其保护动作后，回路一直处于断开状态；过载保护器损坏。
（3） 电动机损坏。
（4） 电器元件上的压线螺丝未拧紧，产生松动，导致接线松动脱落。
解决办法：更换损坏的电器元件；手动复位热过载继电器，并把复位方式调至自动复位；
电路中松动的线重新接好，拧紧压线螺丝。
3. 结束语
随着高速铁路的快速发展，高压隔离开关的电动操作机构性能的好坏，对电力系统的运行有着重大影响。因此，维护人员应加强对机构箱内部构造、工作原理及性能的了解，提高技术水平，及时发现并排除故障，消除隐患；电动操作机构制造商应严格地把控产品质量，确保电气化铁路系统运行安全稳定。
编辑：《电源工业》杂志
来源：郭新、李玉峰/石家庄开发区新导配电自动化有限公司
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