LW15SF6开关.doc

LW15-252高压SF6断路器结构原理及故障处理实例

电气配电班
童云建

我厂1986年扩建2X200MW机组，其中220KV开关站选用了日本三菱公司生产的LW15-252型SF6断路器，该断路器采用弹簧-气动机构，运行至今未发生重大设备故障，体现了该产品优良的性能。下面我结合多年的检修、维护经验给大家介绍一下我对该型SF6断路器的基本认识，不足之处希望大家批评、指正。
结构和工作原理
每台断路器包括三个完整的单极断路器，每极断路器上部为灭弧室单元，下部为操动机构箱，灭弧室内有压气式灭弧装置，机构箱装有气动操作机构和压缩空罐，每台断路器即可进行单极操动，又进行三级电气联动。
断路器的分闸操作是靠压缩空气气罐内额定气压为1.5Mpa（15kg/cm2）的压缩空气来完成。而合闸操作则是靠在分闸操作时蓄能的合闸弹簧来完成的。各极断路器的压缩空气罐之间用Ф22铜管连通，以维持压力一致，压缩空气由B极操机构箱内的空气压缩机组提供。
每极灭弧室均充有SF6气体，各极之间相互独立，并且均装有独立的监控元件。
分闸操作时，压缩空气罐内的压缩空气入气缸，推动活塞和拉杆向下运动，使合闸弹簧蓄能，这时操作杆被向下拉，断路器分闸。
合闸操作时，气动机构的合闸弹簧所储能量被释放，活塞和拉杆由合闸弹簧推动向上运动。所有传动件运动方向与分闸操作时的运动方向相反。
1.2灭弧室
灭弧室采用压气式，变开距、双吹结构，它是由静触头系统、灭弧室瓷套、绝缘拉杆、支柱瓷套、直动密封等组成。
在合闸位置，电流从上接线端子经静触头系统，动触头系统到下接线端子。分闸时，由绝缘拉杆带动动触头系统中运动部分一起向下运动，经过一段滑动后，动弧触头和静弧触头分离，产生电弧，这时在压气缸内和压气缸外已经建立了SF6气体压力差，随着动触头系统继续运动，该压力差越来越大，在此压力作用下，在喷口内形成强烈SF6气流，吹灭电弧。
合闸时，绝缘拉杆向上运行，这时所有的运动部件按分闸相反方向动作。SF6气体进入压气缸，动触头最终达到合闸位置。
直动密封安装在支持瓷瓶的底部，保证SF6气体的密封。静触头座内装有吸附剂，吸附剂用来保持SF6气体干燥，并吸收由电弧分解产生的劣化气体。
1.3气动操作机构
瓷柱式SF6断路器采用CQ6—I型气动操作机构。
气动操作机构是由活塞和气缸组成的驱动机构，还包括控制压缩空气补给的控制阀，由电信号操纵的合闸和分闸电磁铁、以及合闸弹簧、缓冲器、分闸保持掣子、脱扣器等其它零部件。
1.3.1分闸操作
分开触头所需的动力是由压缩空气罐内的压缩空气提供的。打开控制阀13，压缩空气进入气罐9，迫使活塞向下运动，通过传动系统打开动触头。在合闸位置由控制阀内弹簧在连板21上产生的顺时针方向的力矩被触发器6在连板上产生的逆时针方向的力矩抵消，控制阀不能动作，使压缩空气罐内的压缩空气不能通过。开关在合闸弹簧作用下保持合闸位置。
分闸操作过程如下：分闸电磁铁5通电，其铁芯向下运动撞击触发器6，触发器6右侧的连杆在铁芯的撞击下，顺时针旋转，左侧的连杆反时针旋转，使连扳21和触发器6的约束被释放。触发器6的顺时针转动，使控制阀在其内部弹簧力的作用下打开，压缩空气罐内的压缩空气进入气缸9。压缩空气推动活塞8向下，与活塞相连的动触头被带动，断路器分闸。在分闸的最后阶段，连杆21被与活塞相连的凸轮4下压。使控制阀又回到合闸位置状态。气缸内的空气通过排气口排出。最后轴A被分闸保持掣子12锁住，断路器分闸操作结束。分闸操作时，合闸弹簧由活塞做功压缩储能。
1.3.2合闸操作
触头合闸需要的功是从合闸弹簧取得的。合闸操作过程如下：合闸电磁铁2通电，其铁芯撞击脱扣器3，脱扣器3和分闸保持掣子12之间的“死点”状态解除，分闸保持掣子反时针转动，轴“A”从分闸保持掣子12的约束中释放。活塞8和动触头由合闸弹簧10驱动向上合闸。如下图：

1.3.3断路器的机械防跳
断路器机械防跳动作过程如下：分闸保持掣子锁住轴A使断路器保持在分闸位置。轴A与操作杆连在一起，合闸弹簧的反力作用在其上，这样，轴A便给分闸保持掣子一个逆时针的转矩，但同时掣子还被脱扣器通过滚轮锁住。当合闸线圈励磁时，铁芯带动脱口杆撞击脱扣器，使它逆时针方向转动，解脱了对分闸保持掣子的约束。分闸保持掣子便在合闸弹簧的反力作用下逆时针转动，轴A被解脱，断路器合闸。同时铁芯通过脱扣杆压下防跳销。滚轮推动脱扣掣子的回转面，使其进一步逆时针转动。从而脱扣器使脱扣杆逆时针转动，从防跳销上滑落，而防跳销使脱扣杆保持倾斜状态。如果断路器此时得到了意外的分闸信号开始分闸，轴A便会向下运动，分闸保持掣子在复位弹簧作用下顺时针转动锁住轴A，然后分闸保持掣子本身又被脱扣器锁住。在这一过程中，只要合闸信号一直保持，脱扣杆由于防跳钉的作