3.3 故障分析
3.3.1 机构与本体之间出现故障的可能
与电气联动相比,机械联动的断路器安装要困难得多。它需要在三极之间进行准确的调整,才能确保三极之间的机械联接在允许误差范围之内并保证其同期性。一般情况下,由于现场施工条件比较简陋,断路器基础及支架尺寸也会有偏差,再加上施工人员技术素质不同,很难满足安装的要求。从表1中也可以看出,机械部分变形损坏在机构部分故障中所占的比例达到23%,如果扣除液压和气动机构类型的影响,这种比例会更大,这也间接反映了现场安装调试难度加大,会造成运行后故障的增多。电气联动操动机构由于机构与断路器极柱直接连接,出现该故障的机率就少多了。
其次,对于机械联动机构,各极上的力和能量的传递是不一样的,离机构最近的一极将承受比较大的机械应力;各极之间的振动也不一样,离机构最近的一极,其振动程度最严重。此外,由于大气温度的变化,金属会热胀冷缩,连杆长度的变化会使断路器的分合闸时的位置发生改变,而这种改变的后果是严重的。
最后,机械连杆内部的应力会随着相间距离的变化而增大。一般与dA成正比(1≤A≤2)。线性变形时(如变形或伸长),A=1;非线性变形时(如:膨胀),A=2。试验表明,当相间距离小于2.5m时,应力还处在可接受的范围内。但是,当相间距离超过2.5m时,应力和变形就会对断路器的可靠性和稳定性产生影响。并且,由于SF6断路器开距要远小于少油断路器,因此机械传动上的微小差异,即对断路器性能造成很大影响。这也是世界上所有断路器制造商为什么不愿意生产300kv及以上的三相机械联动断路器最重要的原因之一。
3.3.2 机构本身故障可能性
从表2可以看出,弹簧机构断路器的故障次数要远低于液压和气动机构断路器的故障次数。但三相联动机构与电气联动机构相比,前者所需操作功比后者要大的多,产生的应力和振动就大,对机构的破坏就大。当然,对各制造商来说,其产品性能与其制造质量、工艺水平有很大关系,用户可以选用年平均故障率低、质量可靠的制造商的产品以降低故障率,但总的说三相联动机构故障率P4远大于电气联动机构故障率P3。
4 小结
三相机械联动故障率大于三相电气联动机构,在没有特殊要求的情况下,应尽可能选用电气联动机构的断路器;1l0kV及以下断路器相间距离一般小于2000mm,采用三相机械联动的方式比较适宜;220kV及以上断路器,相间距离一般为3000~4000mm,采用三相电气联动机构比较适宜。
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