隆國兵+高級技師第一期+技術(shù)創(chuàng)新

1、斷路器彈簧操作機構(gòu)彈簧彈力監(jiān)測器項 目：彈簧操作機構(gòu)彈簧彈力監(jiān)測器設(shè)計、研制關(guān)鍵詞：斷路器機構(gòu)簧彈彈力監(jiān)測研制人： 隆國兵時 間：2013年10月一、 概述：隨著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，高壓斷路器已由油斷器時代進入SF6斷路器時代，而彈簧操作機構(gòu)成為SF6斷路器的首選操機構(gòu)型式。彈簧操動機構(gòu)是一種以彈簧作為儲能元件的機械式操動機構(gòu)，具有動作速度快、合閘電流小、體積小重量輕、運行穩(wěn)定、維護量小等優(yōu)異性能。目前系統(tǒng)中35kV及以上的斷路器，彈簧機構(gòu)占有最大比例，從邵陽電網(wǎng)統(tǒng)計，35kV及以上彈簧機構(gòu)斷路器占有率為90.14%。由于分合閘彈簧長期處工作狀態(tài)，彈簧容易疲勞、斷裂，從而不能滿足分（合）閘速度的要

2、求，引起電網(wǎng)事故。目前唯一的檢測手段是停電進行機械特性試驗，通過測量分（合）閘速度、比對分（合）閘波形來判斷彈簧是否存在缺陷。而這種手段也存在兩個缺陷：一是需要停電，檢測周期長，按照輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程，110kV斷路器基準試驗周期為3年，35kV斷路器基準周期為4年。二是分（合）閘速度的檢測比較復雜，需要收集各個廠家各種型號斷路器的速度定義。 在日常的運行中無法判斷它是否疲勞，既使它完全不能滿足分、合閘速度的要求，在運行操作中都無法判斷出來；然彈簧機構(gòu)在彈簧力完全不能滿足分合閘速度要求時，只要向斷路器發(fā)出一個分、合閘命令，斷路器分、合閘電磁鐵芯勵磁動作即可進行分合閘。隨著運行年限的增加

3、，日漸暴露出了一些缺陷，如彈簧疲勞合閘不到位，斷路器拒動，彈簧斷裂等現(xiàn)象。在斷路器彈簧疲勞或彈簧失效后，斷路器動觸頭運動速度過慢或觸頭不能運動，將嚴重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。由于彈簧疲勞引起分（合）閘的故障如下圖： （圖1）未儲能合閘不到位正面 （圖2）合閘不到位不能分閘 （圖3）未儲能合閘不到位背面 （圖4）未儲能合閘到位背面二、 機構(gòu)簧彈彈力檢測器的原理機構(gòu)簧彈彈力監(jiān)測器采用的是液壓原理，壓強就是物體所受壓力的大小與受力面積的比，壓強P=F（壓力）/S（受力面積），當彈簧拉伸或壓縮時彈力增大，而受力面積不變，壓強隨著壓力增大而增大，既壓力表上的數(shù)字隨彈簧壓力的增大。根據(jù)胡克定律f=kx（其

4、中f為彈簧彈力，k為彈簧勁度系數(shù)，x為彈簧壓縮或拉伸長度），彈簧壓縮或拉伸的長度越大，其產(chǎn)生的力越大。再根據(jù)P=f/S=kx/S，在壓力監(jiān)測裝置受力面積固定不變的條件下，彈簧產(chǎn)生的彈力越大則壓強越大，可以通過壓力監(jiān)測裝置上的液壓壓力表來監(jiān)測實時壓力。通過計算可得出彈簧在當前狀態(tài)下的彈力，然后通過與標準件在同等壓縮（拉伸）量下的彈力對比，即可知道彈簧是否疲勞，是否滿足高壓斷路器分合閘速度要求。 三、 結(jié)構(gòu)特點及安裝使用：1、結(jié)構(gòu)特點：1.1結(jié)構(gòu)簡單，斷路器彈簧機構(gòu)彈簧彈力監(jiān)測器由液壓傳感器、壓力連接管、耐振壓力表等三個組件組成。1.2 成本低廉，成批生產(chǎn)成本大約在1500元左右。1.3體積小，3

5、5kV及以上斷路器機構(gòu)箱內(nèi)都能夠輕松安裝。1.4 使用可靠，現(xiàn)場安裝好后，能直觀地反映出斷路器彈簧手動（電動）儲能、釋放等過程中的壓力變化，對斷路器的機械特性無影響。1.5免維護，監(jiān)測器采用O型圈進行密封，最高耐受壓強可達20 MPa，經(jīng)過設(shè)計，監(jiān)測器內(nèi)部壓強均在10 MPa以下，經(jīng)過連續(xù)30天的壓力測試未出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。 2、安裝使用方法（以GL312斷路器合閘彈簧為例）：2.1 將斷路器機構(gòu)彈簧釋能2.2 測量合（分）閘彈簧的預壓長度，并做好記錄2.3取出合（分）閘彈簧2.4 將傳感器和連接管連接好2.5 將傳感器穿入合（分）閘彈簧儲能拉桿，同時將合（分）閘彈簧也穿入儲能拉桿。2.6 對傳感

6、器施加手工壓力（用手壓彈簧即可），直到連接管另一端出油，證明已將管內(nèi)空氣排出，將壓力表和連接管另一端連接，并將壓力表固定。2.7 將合（分）閘彈簧壓緊到原記錄的預壓長度。2.8 記錄好壓力表的初始值。2.9 手動儲能，觀察壓力表的變化情況，記錄好儲能到位后的壓力值。2.10 進行多次分合試驗，觀察儲能壓力和初始壓力無變化，安裝完成。安裝示意圖如下：GL312斷路器合閘儲能彈簧彈力監(jiān)測器安裝位置圖合閘彈簧未儲能時壓力初始值合閘彈簧儲能完畢后壓力值GL312斷路器分閘儲能彈簧彈力監(jiān)測器安裝位置圖分閘彈簧在分閘時壓力初始值分閘彈簧在合閘時壓力初始值四、 運維要求及判斷方法：安裝好之后，應(yīng)記錄好未儲能初始值和儲能壓力值，日常巡視中進行比對，一般彈簧疲勞是一個緩慢過程，當壓力降低則說明彈簧出現(xiàn)疲勞；如果壓力出現(xiàn)突然變化，則說明彈簧有可能斷裂。各個廠家、各個型號斷路器的彈簧壓力，反饋到該裝置上的具體值，需要進一步經(jīng)過大量測試驗證，目前只能采用相對比較法進行判別。五、 應(yīng)用及推廣前景不同型號的斷路器彈簧機構(gòu)，根據(jù)彈簧的大小及儲能方式，制作相同型狀、不同尺寸的傳感器，可適用于35-550kV彈簧機構(gòu)斷路器。10kV斷路器由于機構(gòu)空間小無法安裝使用。如果采用帶信號節(jié)點的壓力表，可直接將壓力信號傳