110kV高压断路器为何多采用三相机械联动.docxVIP

第 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 1 页 110kV高压断路器为何多采用三相机械联动 【摘 要】高压断路器在电力系统中起控制和保护作用，其性能的可靠与否直接关系到电力系统的安全、稳定运行。而断路器按照机构类型又分为三相机械联动和三相电气联动。其中前者多见于35kV71.11 0kv电压等级设备，后者多见于220kV及以上电压等级设备。文献[3]指出三相电气联动机构的可靠性要远高于机械联动机构，那么为什么110kV压等级断路器还是多采用三相机械联动机构呢？为此就110kv电压等级时的两种机构做具体分析，找出问题。  【关键词】高压断路器；三相电气联动；三相机械联动；可靠性  1.前言  2011年4月，在某330kV变电站新增110kV间隔断路器安装过程中，在分相进行断路器本体吊装过程时，断路器厂家技术指导人员图安装方便，在现场工程安装负责人不知情的前提下，将断路器中相固定拐臂的螺栓私自拆除，造成断路器中相出厂拐臂位置发生变化。在断路器组装完成后，在对断路器进行机械特性实验时，发现断路器刚分、刚合速度以及断路器分、合同期数值始终不能满足断路器要求实验数值，在对断路器本体与操动机构进行多次调整后，各项试验数值也只能满足断路器要求数值的临界值。  对此现场安装技术人员认为llOkV断路器设备也应像220kV断路器一样选用本体与机构直接连接的三相电气联动操动机构来替代现有的三相机械联动机构。那么在110kV电压等级断路器设备中，三相电气联动机构的故障率是否就低于三相机械联动的机构呢。下面对llOkV电压等级时两种机构可能出现的故障进行分析。  2.三相电气联动与三相机械联动机构故障率分析  2.1三相电气联动机构与三相机械联动机构  高压断路器在电力系统中起两方面的作用，一是控制作用，即根据电网的运行需要，由高压断路器把一部分电力设备及线路投入或退出运行；二是保护作用，即当电力设备或线路发生故障时，与继电保护和自动装置配合，迅速断开，切除故障，保护电力系统无故障部分的正常运行。  三相电气联动的高压断路器一般采用三个独立操动机构，通过汇控箱使机构之问达到电气联接来实现三相联动，各相机构传动输出轴赢接与极柱相连。220kV及以上断路器大部分均采用三相电气联动机构。  三相机械联动的高压断路器一般采用一个操动机构，断路器三个极柱与操动机构之间通过操作连杆联接。这种操动机构多见于35kV及1lOkV电压等级的断路器。  按SDJ5―85《高压配电装置设计技术规程》及国网公司《电力安全技术规程》要求，户外配电装置的相间距离必须满足如下要求，即1lOkV.，220kV、330kV高压电气设备的相问距离必须分别大于或者等于1000mm，2000mm，2800mm[2][5]。  2.2故障可能性分析  文献[1][4]通过故障原因对断路器各类故障进行了分类。故障类型如下表1：  表1发生各类故障的可能性  故障原因 电气联动操动机构 机械联动操动机构  绝缘击穿 P1 Pl  不开断 P2 P2  弹簧机构内部 P3 P4  弹簧机构和本体之间 0（木） P5  通过对三相电气、机械联动操动机构故障发生率的可能性分析，按表l进行分析。其中（冰）表示弹簧机构和极柱本体之间为赢接连接。对绝缘击穿这种故障，两种机构类型的故障率是相同的。而对断路器无法开断这种故障，故障又分为机械原因和电气_次网路原闵，机械方面造成断路器无法开断的原因多为机构卡涩、弹簧出力不足等原因，电气方面主要是分合闸回路不通、继电器卡涩以及线圈烧损等原因，综合考虑这种故障的发生率发现其实两种机构类型也是相同的[3]。区别在于弹簧机构内部的机械故障的不同以及弹簧机构与本体之间的机械故障的不同，即表中的P3、P4和P5。下面通过可能性故障分析来确定他们之间的关系。  2.3故障分析  2.3.1机构与本体之间出现故障的可能  与三相电气联动操动机构相比，机械联动的断路器安装要相对困难。首先它需要在断路器三极之问进行准确的位鼹调整，才能有效确保断路器三极之间的机械联接在允许误差范嗣之内并保证断路器的分合同期性。而与之相反，三相电气联动操动机构由于机构与断路器极柱：甑接连接，受到现场安装因素影响的情况也要少很多，实际安装要求相对就容易实现。但是，现在断路器厂家普遍在断路器本体上留有断路器安装位置的指示标记[6][7]，而且安装现场又有生产“家技术人员。因此，三相机械联动机构的安装变得相对容易。  其次，对于三相机械联动机构，各相上受到的力以及能量的传递是不一样的，离机构最近的一