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[摘 要 ]涉网断路器是电厂与电网连接的重要单元，在电力系统中起调整运行方式及对系统中的故障隔离作用。目前分为两类：三相机械联动断路器三相共用一台操动机构，相间通过机械连杆连接，实现同时分合;分相电气联动断路器每相配置独立操动机构，实现电气联动。根据25项反措要求，新建220 kV及以下用于并网的断路器必须具备三相机械联动。电网及机组的安全性，进行了2号机组出口并网断路器由电气联动到三相机械联动的改造，期间克服了自主设计方案、安全距离不足、SF6气体回收、地基重筑等难题，过程中未发生不安全事件，运行至今安全可靠。
[关键词]高压断路器;电气联动;机械联动;气体回收;地基重筑
[中图分类号]M623.7 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–00–03
[Abstract]The network-related circuit breaker is an important unit connecting the power plant and the power grid. It plays a role in adjusting the operation mode and isolating faults in the power system. There are currently two types： three-phase mechanical linkage circuit breakers share one operating mechanism for three phases， and the phases are connected by mechanical linkages to achieve simultaneous opening and closing; split-phase electrical linkage circuit breakers are equipped with independent operating mechanisms for each phase to achieve electrical linkage . According to the requirements of 25 countermeasures， newly built circuit breakers of 220 kV and below for grid connection must have three-phase mechanical linkage. For the safety of the power grid and units， the outlet grid-connected circuit breaker of Unit 2 was transformed from electrical linkage to three-phase mechanical linkage. During this period， independent design schemes， insufficient safety distance， sulfur hexafluoride gas recovery， and foundation reconstruction were overcome. The problem is that no unsafe incident occurred in the process， and the operation is safe and reliable so far.
[Keywords]high-voltage circuit breaker; electrical linkage; mechanical linkage; gas recovery; foundation reconstruction
1 概述
涉网断路器是电力系统中主要的电力隔离设备，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时，其与继电保护配合，能迅速切断故障电流，防止扩大事故范围。
三相机械联动断路器三相共用一台操动机构，相间通过机械连杆连接，实现三相断路器的同时分合;电气联动断路器每相配置独立操动机构，可实现电气联动，若在汇控箱中增加联动操作继电器同时用电缆将三相操动机构连接起来，可实现三相电气联动操作。对于两类断路器的选择，根据反措施中的规定，新建220 kV及以下用于并网的断路器必须具备三相联动。如果是仍使用电气联动，需要增加防非全相保护，防止缺相操作。
2 非全相合闸事故案例分析
A电厂330 MW机组发电机在同期并网过程中，发现出口断路器显示未合闸，但机组负荷仍可上升。在负荷达到16.85 MW·h，断路器非全相保护动作，此时，C相电流仍显示为18.7A，A、B相电流均为0。此次事故中，若断口闪络保护未及时动作使发电机及时解列，将会导致发电机定子三相电流严重不平衡，造成转子表面发热、使转子产生振动，严重时会发生烧坏转子线圈，折断大轴等一系列严重的后果，同时也给电力系统的安全运行带来了极大的威胁。
3 两种不同动作方式断路器概况
以国电内蒙古东胜热电有限公司为例，现有2台330 MW火电燃煤机组，厂内采用220 kV双母双出线连接方式，机组出口采用河南平高廠生产的LW10B-252型SF6灭弧断路器，每极均有一套独立的液压系统，实现三相电气联动及分相自动重合闸等操作。为防止非全相并网采取三相断路器位置接点并联构成电气非全相回路。2020年，根据《25项反措》要求为防止机组并网断路器单相异常导通造成机组损伤，防止非全相合闸造成机组事故，将#2机组出口202断路器由分相式改为ABB公司生产的HPL245B1-3P三相机械联动式结构断路器。 4 过程难点分析
4.1 微毒气体回收
公司原采用LW10B-252型SF6灭弧断路器，利用SF6气体作为灭弧介质。这种气体是《京都议定书》中规定减排的6种温室气体之一，在吊装拆除过程中极易发生SF6气体泄漏而污染环境，且原断路器中SF6气体压力约为0.6 MPa，如不提前泄压，改造作业过程中存在人身安全隐患。
4.2 拆卸及运输
公司#2机组出口202三相断路器在该厂220 kV升压站中的地理位置为母联三相断路器与出线三相断路器中间，作业空间受限严重。在#2机组检修期间，母联断路器间隔与出线断路器间隔均处于运行状态，考虑到220 kV的安全距离为3 m，吊车的安全距离为6 m，因此吊车摆臂运动的范围必须进行精确严格地规划。
4.3 受力方式不同
原电气联动的断路器在分合闸时动触头是垂直动作，因此断路器的受力点方向为垂直地面向下，因此地脚螺栓主要起固定作用，断路器动作受力于地基。新改造的三相机械联动的断路器承受的是横向拉力，地脚螺栓将承担起断路器动作产生的力，因此改造中需更换受力更强的地脚螺栓。由于断路器至发电机机端电流互感器采用的是硬质管型连杆，为保证固定夹件与连杆的贴合面积更大，减少因贴合面松紧度不同导致的局部发热，则要求更换后新的断路器夹件高度与发电机机端电流互感器夹件保持水平。由于新断路器本体较之前断路器本体高出20 cm，因此需要重筑地基将断路器本体的高度差补齐。
5 难点解决方案
5.1 微毒气体回收
LW10B-252断路器拆卸前应首先释放合闸操作液压;使断路器处于分位且传动机构不带压状态。拆下断路器密度继电器及操作机构所涉电缆。此时断路器作好了拆卸准备，在正式拆卸前需将微毒的断路器SF6气体进行回收，本次回收气体采用的是抽真空的方式，使用气体回收装置把气体抽至回收装置自有气罐，直至断路器灭弧室内气压小于0.125 MPa（绝对压力），检查无泄漏后加压充至废气瓶。
5.2 拆卸及运输
在考虑不损坏原断路器整体结构以做备用的情况下，原分相斷路器的拆卸吊装采用整体吊装方式，使用吊车将断路器本体连同其操作机构箱共同吊起，移动至过道处后倾倒放置。吊装过程中作业人员将绑带固定于母线接线端子处，两侧设置专人绑扎绑带拉伸，以防柜体摆动。
但由于该厂升压站设备排布紧凑，空间位置不足，在运输断路器的过程中无法使用大型装载车辆。为此，该项目负责人仅采用小型叉车，将断路器操作机构箱的底部紧紧抵靠在车身上，将绑带一端拴在断路器顶端，另一端挂在叉车升降杆上调节紧力，利用三角形固定法走Y形路线将旧断路器整体移出升压站。
5.3 改造受力方式
根据对侧CT水平位置及高度，首先利用激光测距仪测量CT距地基水平位置及高度，以确保连杆水平放置。移除原地基约3/4后，已满足预埋地脚深度，故保留了原地基底下1/4以用来植筋，植入8根主筋及辅筋围成鼠笼。使用激光水平仪及拉绳使三相断路器横、纵（CT水平位置）交汇确定每相断路器的中心点且根据新断路器间距设计相间3 m。待植筋胶彻底干透后使用拉力器做植筋拉伸试验，确保植筋稳固。根据所找中心点确定4个地脚螺栓的固定位置并绑扎牢固;地脚螺栓固定完毕后放置围板，用以浇筑，地脚浇筑完毕后需每天浇水养护7日，浇筑混凝土存样留检强度。存样混凝土检验后符合强度要求方可进行新断路器安装。
5.4 安装详解
新筑地基养护、检样完毕，此时将断路器基座与瓷瓶分体组装并利用地脚螺栓调整支架上部水平高度。吊装新断路器本体时，在断路器顶部绑好吊带，此时应注意不能将吊带系在绝缘子表面，拖拽顶部将断路器立起断路器瓷瓶。
5.4.1 安装相间横向拉杆
每相断路器柱在出厂前都已设置到一个基准位置，在组装动作连杆和断路器柱间的操作拉杆时，将断路器柱调节到正确的分闸位置。检查合闸拐臂的闭锁掣子上的锁档应靠着合闸掣子滚轴上。
5.4.2 组装机构箱拉杆
每个断路器柱在出厂前都已经过设置，其合闸和分闸位置已定。按以下步骤进行调整：手动使操作杠杆（3）和操作机构（2）的拉杆向合闸位置移动，直到拉杆（5）可以放在耦合连接头和操作机构拉杆之间，同步地将拉杆拧紧固定到操作机构的拉杆（2）（右旋）和极柱的耦合连接头（4）（左旋）上。每个锁紧螺母（8）的下面加两个弹簧垫圈。转动拉杆（5）以使它的长度减小，同时使操作杠杆（3）移向分闸位置。当操作杆（3）在分闸位置，且校正孔（7）正好与机构箱上的预留孔对齐时，拉杆达到了合适的位置。用6毫m直径的杆检查孔是否对齐，检查拉杆（5）是否旋过检查孔（9和10），锁紧螺母的紧固力矩是300 N·m。
5.4.3 组装相间拉杆
把锁紧螺母（2和3）旋到拉杆（4）上的螺纹端部，并将2个螺母（3）相互拧紧。在拉杆的右侧末端装2个弹簧垫圈并把拉杆（4）在连接件（1）上拧入2圈，用方形卡片和自锁螺钉（5）将轴销（6）锁死，用22.5 N·m的力矩紧固自锁螺钉（5）。从B相拆下带有方形垫圈的自锁螺钉（9），轴销（10）和连接件（7），并在拉杆（4）上旋转2圈，将连接件插入转动臂的夹叉中，转动螺母（3）使拉杆（4）旋入B和A相的连接件，使连接件之间的距离靠近。当转动臂（8）和连接件（7）上的孔互相对直时，装上轴销（10），用方形卡片和自锁螺钉（9）将轴销（10）锁死，用22.5 N·m的力矩紧固自锁螺钉（9）。组装好轴销和紧好自锁螺母和卡片以后，继续以相同方向旋转拉杆，当转动臂拉向合闸位置（向右）和B相的分闸弹簧收紧时，力矩将增加。
当调直检查孔（2）和转动室上对应的孔对直时，用螺母（1）锁住拉杆，用300 N·m的力矩紧固螺母。以同样的方法组装B相和C相之间的拉杆，如图1所示。
5.5 三相机械联动断路器的调试试验
三相机械联动断路器安装完毕后，安装人员对断路器进行了现场测试：①在出厂试验电压（460 kV）的80%下进行现场加压（368 kV）1 min，加压前后各相阻值均未有明显变化（120 GΩ）。②进行机械特性及动作时间试验时，动作时间在20±2 ms之间，满足规程要求。③断路器额定出厂SF6灭弧压力0.7 MPa，报警压力0.62 MPa、闭锁压力0.6 MPa，微水含量不超过250 ×10-6，现场试验合格。
6 结束语
简述运行中电厂为了进一步提高机组运行稳定、保障电网安全、防止机组并网断路器单相异常导通造成机组损伤等，将并网的断路器由三相电气联动改为三相机械联动式结构。在施工过程中存在安全距离不足、旧断路器拆除时SF6气体回收、新旧断路器尺寸不完全一致、新旧地基应力不同等问题，为此，我厂提出了以上解决方案。
此次断路器改造历时15日，其中地基养护7日，改造后设备配合运行状况良好，并网一次成功，达到了预期效果。证明此方案行之有效，可供借鉴参考。
参考文献
[1] 石占海.110 kV高压断路器为何多采用三相机械联动[J].科学时代，2014（3）：1-2.
[2] 牛磊.机组并网断路器重合闸问题分析[J].百科论坛电子杂志，2019（2）：535.
[3] 杨晓琳，蔡巍，李帆.浅谈电网SF6气体回收处理[C].中国电机工程学会年会.2010.
[4] 范立滨，孟祥江.论高压断路器电气与机械联动的可靠性[J].黑龙江科技信息，2007，（23）：21-21.
[5] 郭贤珊，李伸夫，陈轩恕.断路器操动机构在线监测参数的选择[J].高压电气，2002（38）：24-25.
[关键词]高压断路器;电气联动;机械联动;气体回收;地基重筑
[中图分类号]M623.7 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–00–03
[Abstract]The network-related circuit breaker is an important unit connecting the power plant and the power grid. It plays a role in adjusting the operation mode and isolating faults in the power system. There are currently two types： three-phase mechanical linkage circuit breakers share one operating mechanism for three phases， and the phases are connected by mechanical linkages to achieve simultaneous opening and closing; split-phase electrical linkage circuit breakers are equipped with independent operating mechanisms for each phase to achieve electrical linkage . According to the requirements of 25 countermeasures， newly built circuit breakers of 220 kV and below for grid connection must have three-phase mechanical linkage. For the safety of the power grid and units， the outlet grid-connected circuit breaker of Unit 2 was transformed from electrical linkage to three-phase mechanical linkage. During this period， independent design schemes， insufficient safety distance， sulfur hexafluoride gas recovery， and foundation reconstruction were overcome. The problem is that no unsafe incident occurred in the process， and the operation is safe and reliable so far.
[Keywords]high-voltage circuit breaker; electrical linkage; mechanical linkage; gas recovery; foundation reconstruction
1 概述
涉网断路器是电力系统中主要的电力隔离设备，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时，其与继电保护配合，能迅速切断故障电流，防止扩大事故范围。
三相机械联动断路器三相共用一台操动机构，相间通过机械连杆连接，实现三相断路器的同时分合;电气联动断路器每相配置独立操动机构，可实现电气联动，若在汇控箱中增加联动操作继电器同时用电缆将三相操动机构连接起来，可实现三相电气联动操作。对于两类断路器的选择，根据反措施中的规定，新建220 kV及以下用于并网的断路器必须具备三相联动。如果是仍使用电气联动，需要增加防非全相保护，防止缺相操作。
2 非全相合闸事故案例分析
A电厂330 MW机组发电机在同期并网过程中，发现出口断路器显示未合闸，但机组负荷仍可上升。在负荷达到16.85 MW·h，断路器非全相保护动作，此时，C相电流仍显示为18.7A，A、B相电流均为0。此次事故中，若断口闪络保护未及时动作使发电机及时解列，将会导致发电机定子三相电流严重不平衡，造成转子表面发热、使转子产生振动，严重时会发生烧坏转子线圈，折断大轴等一系列严重的后果，同时也给电力系统的安全运行带来了极大的威胁。
3 两种不同动作方式断路器概况
以国电内蒙古东胜热电有限公司为例，现有2台330 MW火电燃煤机组，厂内采用220 kV双母双出线连接方式，机组出口采用河南平高廠生产的LW10B-252型SF6灭弧断路器，每极均有一套独立的液压系统，实现三相电气联动及分相自动重合闸等操作。为防止非全相并网采取三相断路器位置接点并联构成电气非全相回路。2020年，根据《25项反措》要求为防止机组并网断路器单相异常导通造成机组损伤，防止非全相合闸造成机组事故，将#2机组出口202断路器由分相式改为ABB公司生产的HPL245B1-3P三相机械联动式结构断路器。 4 过程难点分析
4.1 微毒气体回收
公司原采用LW10B-252型SF6灭弧断路器，利用SF6气体作为灭弧介质。这种气体是《京都议定书》中规定减排的6种温室气体之一，在吊装拆除过程中极易发生SF6气体泄漏而污染环境，且原断路器中SF6气体压力约为0.6 MPa，如不提前泄压，改造作业过程中存在人身安全隐患。
4.2 拆卸及运输
公司#2机组出口202三相断路器在该厂220 kV升压站中的地理位置为母联三相断路器与出线三相断路器中间，作业空间受限严重。在#2机组检修期间，母联断路器间隔与出线断路器间隔均处于运行状态，考虑到220 kV的安全距离为3 m，吊车的安全距离为6 m，因此吊车摆臂运动的范围必须进行精确严格地规划。
4.3 受力方式不同
原电气联动的断路器在分合闸时动触头是垂直动作，因此断路器的受力点方向为垂直地面向下，因此地脚螺栓主要起固定作用，断路器动作受力于地基。新改造的三相机械联动的断路器承受的是横向拉力，地脚螺栓将承担起断路器动作产生的力，因此改造中需更换受力更强的地脚螺栓。由于断路器至发电机机端电流互感器采用的是硬质管型连杆，为保证固定夹件与连杆的贴合面积更大，减少因贴合面松紧度不同导致的局部发热，则要求更换后新的断路器夹件高度与发电机机端电流互感器夹件保持水平。由于新断路器本体较之前断路器本体高出20 cm，因此需要重筑地基将断路器本体的高度差补齐。
5 难点解决方案
5.1 微毒气体回收
LW10B-252断路器拆卸前应首先释放合闸操作液压;使断路器处于分位且传动机构不带压状态。拆下断路器密度继电器及操作机构所涉电缆。此时断路器作好了拆卸准备，在正式拆卸前需将微毒的断路器SF6气体进行回收，本次回收气体采用的是抽真空的方式，使用气体回收装置把气体抽至回收装置自有气罐，直至断路器灭弧室内气压小于0.125 MPa（绝对压力），检查无泄漏后加压充至废气瓶。
5.2 拆卸及运输
在考虑不损坏原断路器整体结构以做备用的情况下，原分相斷路器的拆卸吊装采用整体吊装方式，使用吊车将断路器本体连同其操作机构箱共同吊起，移动至过道处后倾倒放置。吊装过程中作业人员将绑带固定于母线接线端子处，两侧设置专人绑扎绑带拉伸，以防柜体摆动。
但由于该厂升压站设备排布紧凑，空间位置不足，在运输断路器的过程中无法使用大型装载车辆。为此，该项目负责人仅采用小型叉车，将断路器操作机构箱的底部紧紧抵靠在车身上，将绑带一端拴在断路器顶端，另一端挂在叉车升降杆上调节紧力，利用三角形固定法走Y形路线将旧断路器整体移出升压站。
5.3 改造受力方式
根据对侧CT水平位置及高度，首先利用激光测距仪测量CT距地基水平位置及高度，以确保连杆水平放置。移除原地基约3/4后，已满足预埋地脚深度，故保留了原地基底下1/4以用来植筋，植入8根主筋及辅筋围成鼠笼。使用激光水平仪及拉绳使三相断路器横、纵（CT水平位置）交汇确定每相断路器的中心点且根据新断路器间距设计相间3 m。待植筋胶彻底干透后使用拉力器做植筋拉伸试验，确保植筋稳固。根据所找中心点确定4个地脚螺栓的固定位置并绑扎牢固;地脚螺栓固定完毕后放置围板，用以浇筑，地脚浇筑完毕后需每天浇水养护7日，浇筑混凝土存样留检强度。存样混凝土检验后符合强度要求方可进行新断路器安装。
5.4 安装详解
新筑地基养护、检样完毕，此时将断路器基座与瓷瓶分体组装并利用地脚螺栓调整支架上部水平高度。吊装新断路器本体时，在断路器顶部绑好吊带，此时应注意不能将吊带系在绝缘子表面，拖拽顶部将断路器立起断路器瓷瓶。
5.4.1 安装相间横向拉杆
每相断路器柱在出厂前都已设置到一个基准位置，在组装动作连杆和断路器柱间的操作拉杆时，将断路器柱调节到正确的分闸位置。检查合闸拐臂的闭锁掣子上的锁档应靠着合闸掣子滚轴上。
5.4.2 组装机构箱拉杆
每个断路器柱在出厂前都已经过设置，其合闸和分闸位置已定。按以下步骤进行调整：手动使操作杠杆（3）和操作机构（2）的拉杆向合闸位置移动，直到拉杆（5）可以放在耦合连接头和操作机构拉杆之间，同步地将拉杆拧紧固定到操作机构的拉杆（2）（右旋）和极柱的耦合连接头（4）（左旋）上。每个锁紧螺母（8）的下面加两个弹簧垫圈。转动拉杆（5）以使它的长度减小，同时使操作杠杆（3）移向分闸位置。当操作杆（3）在分闸位置，且校正孔（7）正好与机构箱上的预留孔对齐时，拉杆达到了合适的位置。用6毫m直径的杆检查孔是否对齐，检查拉杆（5）是否旋过检查孔（9和10），锁紧螺母的紧固力矩是300 N·m。
5.4.3 组装相间拉杆
把锁紧螺母（2和3）旋到拉杆（4）上的螺纹端部，并将2个螺母（3）相互拧紧。在拉杆的右侧末端装2个弹簧垫圈并把拉杆（4）在连接件（1）上拧入2圈，用方形卡片和自锁螺钉（5）将轴销（6）锁死，用22.5 N·m的力矩紧固自锁螺钉（5）。从B相拆下带有方形垫圈的自锁螺钉（9），轴销（10）和连接件（7），并在拉杆（4）上旋转2圈，将连接件插入转动臂的夹叉中，转动螺母（3）使拉杆（4）旋入B和A相的连接件，使连接件之间的距离靠近。当转动臂（8）和连接件（7）上的孔互相对直时，装上轴销（10），用方形卡片和自锁螺钉（9）将轴销（10）锁死，用22.5 N·m的力矩紧固自锁螺钉（9）。组装好轴销和紧好自锁螺母和卡片以后，继续以相同方向旋转拉杆，当转动臂拉向合闸位置（向右）和B相的分闸弹簧收紧时，力矩将增加。
当调直检查孔（2）和转动室上对应的孔对直时，用螺母（1）锁住拉杆，用300 N·m的力矩紧固螺母。以同样的方法组装B相和C相之间的拉杆，如图1所示。
5.5 三相机械联动断路器的调试试验
三相机械联动断路器安装完毕后，安装人员对断路器进行了现场测试：①在出厂试验电压（460 kV）的80%下进行现场加压（368 kV）1 min，加压前后各相阻值均未有明显变化（120 GΩ）。②进行机械特性及动作时间试验时，动作时间在20±2 ms之间，满足规程要求。③断路器额定出厂SF6灭弧压力0.7 MPa，报警压力0.62 MPa、闭锁压力0.6 MPa，微水含量不超过250 ×10-6，现场试验合格。
6 结束语
简述运行中电厂为了进一步提高机组运行稳定、保障电网安全、防止机组并网断路器单相异常导通造成机组损伤等，将并网的断路器由三相电气联动改为三相机械联动式结构。在施工过程中存在安全距离不足、旧断路器拆除时SF6气体回收、新旧断路器尺寸不完全一致、新旧地基应力不同等问题，为此，我厂提出了以上解决方案。
此次断路器改造历时15日，其中地基养护7日，改造后设备配合运行状况良好，并网一次成功，达到了预期效果。证明此方案行之有效，可供借鉴参考。
参考文献
[1] 石占海.110 kV高压断路器为何多采用三相机械联动[J].科学时代，2014（3）：1-2.
[2] 牛磊.机组并网断路器重合闸问题分析[J].百科论坛电子杂志，2019（2）：535.
[3] 杨晓琳，蔡巍，李帆.浅谈电网SF6气体回收处理[C].中国电机工程学会年会.2010.
[4] 范立滨，孟祥江.论高压断路器电气与机械联动的可靠性[J].黑龙江科技信息，2007，（23）：21-21.
[5] 郭贤珊，李伸夫，陈轩恕.断路器操动机构在线监测参数的选择[J].高压电气，2002（38）：24-25.