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摘要：从新换的6kV真空开关拒跳，造成越级跳闸，真空开关烧毁，穿墙套管爆炸，母线烧毁等严重事故入手，分析原因，并提出了解决方法。
关键词:真空开关 拒跳 分合闸 拐臂 拉杆
中图分类号: TM561 文献标识码：Ａ 文章编号：1672-3791(2011)10(c)-0000-00
中原油田原有6KV开关380多组，都是油开关。随着近几年的设备更新换代，油开关已基本上换成真空开关。真空开关以其结构简单，机构寿命长，维修量少，无火灾危害和适宜较频繁操作等优异的特性，在中原油田得到了广泛的应用。但是由于当时安装真空开关的方法不正确、安装队伍水平不高，在真空开关随着运行时间的增加，问题也不断出现。造成了很多严重的事故，许多真空开关拒跳，造成越级跳闸，真空开关烧毁，穿墙套管爆炸，母线烧毁等严重事故。
1 研究的内容 特点
现在能够替代SN10－10型少油开关的真空开关型号很多，油田现在使用的真空开关型号就有10多种。它们原理都大同小异，性能也差不多。施工队伍在更换时只是将原来的少油开关拆下，装上ZN型真空开关，原CD10型电磁机构原封不动，然后把真空开关主轴拐臂用垂直拉杆连接到CD10型操动机构大轴拐臂上，进行调整数据，使真空开关能进行分合闸操作，触头开距、压缩行程能调整合格，就认为更换工作完成了。
事实上真空开关的更换工作并不像上述那样简单，如更换不彻底，断路器就会发生拒合、拒分，甚至烧坏分合闸线圈和控制元件。即使当时运行正常没什么问题，但是运行几年后设备的性能的减弱情况就更严重了，就出现了很多软故障，造成了许多严重的事故。如郭村变601拒跳，造成真空开关、母线、穿墙套管烧毁，越级跳闸，大面积停电，造成很大的经济损失。濮一变的612、615也多次出现拒合现象。濮三变的627总是在合闸八九次后出现一次合不上的现象，保护工将所有二次线换掉也没有解决问题，最后发现就是因为真空开关与原CD10型电磁操动机构的配合不好造成的。更换后很多的真空开关都一一出现一些这样那样的问题。
油开关改为真空开关后近几年经常出现问题总结如下:(1)真空开关的分合闸速度不符合厂家出厂标准，比厂家标准要慢很多。真空开关的分合闸速度是真空开关的重要技术指标，分合闸速度的快慢直接影响到开关的使用寿命和分合闸效果；(2)开关的合闸功率比原来大得多，现在使用的合闸保险均由原来的60安更换成80安；(3)合闸线圈的使用寿命比以前有缩短；(4)操动机构分合闸显示牌指示不明显；(5)经常发出“控制回路断线”的信号；(6)操动机构在操作过程中经常发生烧毁分合闸线圈和控制元件。
2 原因分析
SN10-10型少油开关、ZN28-10型真空开关和CD10型电磁操动机构使用说明书中规定：ZN28-10型真空开关的传动主轴由分至合总转角为58°±1°,主轴上传动拐臂臂长为80mm，在分合位置与水平线夹角分别为20°和38°，所需传动行程（即垂直拉杆运动行程）约为87mm。SN10－10型少油开关、CD10型电磁操动机构的转动角度都是90°，操动机构主轴上传动拐臂臂长也为80mm，拐臂行程约为112mm。因此真空开关拐臂的转动角度小于电磁操动机构的转动角度，CD10型电磁操动机构传动拐臂的行程大于真空开关所需的传动行程。显然，拐臂的转动角度和行程不统一，如将原来的CD10型操动机构拐臂与ZN28－10型真空开关直接连接后必然产生问题：（1）可以看出，当操动机构转动至58角（垂直拉杆下降至87mm）时，真空开关已经到位，此时的操动机构必须克服真空开关的机械阻力，继续转动至90°角处，将112mm传动行程压缩到87mm，迫使垂直拉杆弯曲变形或增大真空开关的压缩行程、增大合闸输出功率;（2）如调整真空开关拐臂的行程，将会影响真空开关机械性能及可靠性;（3）调整垂直拉杆的行程，操动机构辅助开关的常开、常闭触点又因转动角度不够（小于90°）而不到位，很容易引起断路器拒合、拒分，烧坏分合闸线圈。
针对以上问题我们对操动机构的拐臂进行了革新：（1）将CD10型操动机构主轴上传动拐臂长度由原来的80mm减小为63mm，也就是说在原拐臂上63mm处加钻一个φ12mm的孔，如图3所示，拐臂转动行程就会由原来的112mm减小为87mm左右。因为操動机构水平转动主轴有一定的间隙，因此完全能够满足图一中真空开关的转动行程要求;（2）真空开关主轴上的传动拐臂与垂直拉杆连接孔销可以装设万向可调接头，在分合闸过程中自由转向，减少运动过程中的扭、卡损耗。但是由于工艺问题我们没有实施，但我们近期就准备进行现场实施;改造完的CD10型操动机构与ZN28－10型真空开关配合得非常完美，转动灵活，不需要调整操动机构的辅助接点，也不需要更换合圈，还将原来的80A保险换回60A保险。
关键技术及创新点(1)提高了真空开关的分合闸速度，由改造前的合闸时间大都超过0.13ｓ、分闸时间超过0.94ｓ（标准规定合闸时间0.0755ｓ，分闸时间0.053ｓ）提高到现在的合闸时间不超过0.04ｓ、分闸时间不超过0.02ｓ; (2)降低了合闸功率，减少了直流系统的损耗，使真空开关在正常功率下就能稳定的分合闸操作。使垂直拉杆有活动的余地，垂直拉杆不再对开关本体用力，渐小了垂直拉杆对开关本体的震动影响。将原来使用的合闸保险80A更换为现在60安，节约了成本;(3)提高了合闸分闸线圈的使用寿命。也就是说减少了以前由于合闸功率大，而造成的大电流对线圈的冲击;(4)操动机构分合闸显示牌指示正确，改变了以前显示一半的现象;(5)改造使辅助接点切换正常，保证了各回路的正常开断，不会发生烧毁线圈、电器元件，出现控制回路断线的故障。
3 现场实施及应用情况
2008始我们就对机厂变、特修变、濮三变、李拐变等变电所的真空开关进行了改造，更换了40多台真空开关的操动机构的主轴拐臂，取得了很大的成功，经改造过的真空开关在一年多的运行下无一出现问题。
4 产生的经济效益或社会效益
4.1 经济效益
(1)改造前由于真空开关与原CD10型电磁操动机构的配合不好造成的故障损失大约60多万元，改造后事故故障为零。也就是说创直接经济效益60万元;(2)改造前因为原CD10型电磁操动机构的配合不好造成的故障频繁出车辆、人员处理事故故障，每年出车60余次。按每次综合费用700元算，合计4.2万元。改造后本项几乎为零，也就是创造直接经济效益4.2万元;(3)改造后再也没有烧毁线圈、控制元件的现象。2006年一年更换线圈、元件合计5.2万元。
因此本项改造共创直接经济效益69.4万元。
关键词:真空开关 拒跳 分合闸 拐臂 拉杆
中图分类号: TM561 文献标识码：Ａ 文章编号：1672-3791(2011)10(c)-0000-00
中原油田原有6KV开关380多组，都是油开关。随着近几年的设备更新换代，油开关已基本上换成真空开关。真空开关以其结构简单，机构寿命长，维修量少，无火灾危害和适宜较频繁操作等优异的特性，在中原油田得到了广泛的应用。但是由于当时安装真空开关的方法不正确、安装队伍水平不高，在真空开关随着运行时间的增加，问题也不断出现。造成了很多严重的事故，许多真空开关拒跳，造成越级跳闸，真空开关烧毁，穿墙套管爆炸，母线烧毁等严重事故。
1 研究的内容 特点
现在能够替代SN10－10型少油开关的真空开关型号很多，油田现在使用的真空开关型号就有10多种。它们原理都大同小异，性能也差不多。施工队伍在更换时只是将原来的少油开关拆下，装上ZN型真空开关，原CD10型电磁机构原封不动，然后把真空开关主轴拐臂用垂直拉杆连接到CD10型操动机构大轴拐臂上，进行调整数据，使真空开关能进行分合闸操作，触头开距、压缩行程能调整合格，就认为更换工作完成了。
事实上真空开关的更换工作并不像上述那样简单，如更换不彻底，断路器就会发生拒合、拒分，甚至烧坏分合闸线圈和控制元件。即使当时运行正常没什么问题，但是运行几年后设备的性能的减弱情况就更严重了，就出现了很多软故障，造成了许多严重的事故。如郭村变601拒跳，造成真空开关、母线、穿墙套管烧毁，越级跳闸，大面积停电，造成很大的经济损失。濮一变的612、615也多次出现拒合现象。濮三变的627总是在合闸八九次后出现一次合不上的现象，保护工将所有二次线换掉也没有解决问题，最后发现就是因为真空开关与原CD10型电磁操动机构的配合不好造成的。更换后很多的真空开关都一一出现一些这样那样的问题。
油开关改为真空开关后近几年经常出现问题总结如下:(1)真空开关的分合闸速度不符合厂家出厂标准，比厂家标准要慢很多。真空开关的分合闸速度是真空开关的重要技术指标，分合闸速度的快慢直接影响到开关的使用寿命和分合闸效果；(2)开关的合闸功率比原来大得多，现在使用的合闸保险均由原来的60安更换成80安；(3)合闸线圈的使用寿命比以前有缩短；(4)操动机构分合闸显示牌指示不明显；(5)经常发出“控制回路断线”的信号；(6)操动机构在操作过程中经常发生烧毁分合闸线圈和控制元件。
2 原因分析
SN10-10型少油开关、ZN28-10型真空开关和CD10型电磁操动机构使用说明书中规定：ZN28-10型真空开关的传动主轴由分至合总转角为58°±1°,主轴上传动拐臂臂长为80mm，在分合位置与水平线夹角分别为20°和38°，所需传动行程（即垂直拉杆运动行程）约为87mm。SN10－10型少油开关、CD10型电磁操动机构的转动角度都是90°，操动机构主轴上传动拐臂臂长也为80mm，拐臂行程约为112mm。因此真空开关拐臂的转动角度小于电磁操动机构的转动角度，CD10型电磁操动机构传动拐臂的行程大于真空开关所需的传动行程。显然，拐臂的转动角度和行程不统一，如将原来的CD10型操动机构拐臂与ZN28－10型真空开关直接连接后必然产生问题：（1）可以看出，当操动机构转动至58角（垂直拉杆下降至87mm）时，真空开关已经到位，此时的操动机构必须克服真空开关的机械阻力，继续转动至90°角处，将112mm传动行程压缩到87mm，迫使垂直拉杆弯曲变形或增大真空开关的压缩行程、增大合闸输出功率;（2）如调整真空开关拐臂的行程，将会影响真空开关机械性能及可靠性;（3）调整垂直拉杆的行程，操动机构辅助开关的常开、常闭触点又因转动角度不够（小于90°）而不到位，很容易引起断路器拒合、拒分，烧坏分合闸线圈。
针对以上问题我们对操动机构的拐臂进行了革新：（1）将CD10型操动机构主轴上传动拐臂长度由原来的80mm减小为63mm，也就是说在原拐臂上63mm处加钻一个φ12mm的孔，如图3所示，拐臂转动行程就会由原来的112mm减小为87mm左右。因为操動机构水平转动主轴有一定的间隙，因此完全能够满足图一中真空开关的转动行程要求;（2）真空开关主轴上的传动拐臂与垂直拉杆连接孔销可以装设万向可调接头，在分合闸过程中自由转向，减少运动过程中的扭、卡损耗。但是由于工艺问题我们没有实施，但我们近期就准备进行现场实施;改造完的CD10型操动机构与ZN28－10型真空开关配合得非常完美，转动灵活，不需要调整操动机构的辅助接点，也不需要更换合圈，还将原来的80A保险换回60A保险。
关键技术及创新点(1)提高了真空开关的分合闸速度，由改造前的合闸时间大都超过0.13ｓ、分闸时间超过0.94ｓ（标准规定合闸时间0.0755ｓ，分闸时间0.053ｓ）提高到现在的合闸时间不超过0.04ｓ、分闸时间不超过0.02ｓ; (2)降低了合闸功率，减少了直流系统的损耗，使真空开关在正常功率下就能稳定的分合闸操作。使垂直拉杆有活动的余地，垂直拉杆不再对开关本体用力，渐小了垂直拉杆对开关本体的震动影响。将原来使用的合闸保险80A更换为现在60安，节约了成本;(3)提高了合闸分闸线圈的使用寿命。也就是说减少了以前由于合闸功率大，而造成的大电流对线圈的冲击;(4)操动机构分合闸显示牌指示正确，改变了以前显示一半的现象;(5)改造使辅助接点切换正常，保证了各回路的正常开断，不会发生烧毁线圈、电器元件，出现控制回路断线的故障。
3 现场实施及应用情况
2008始我们就对机厂变、特修变、濮三变、李拐变等变电所的真空开关进行了改造，更换了40多台真空开关的操动机构的主轴拐臂，取得了很大的成功，经改造过的真空开关在一年多的运行下无一出现问题。
4 产生的经济效益或社会效益
4.1 经济效益
(1)改造前由于真空开关与原CD10型电磁操动机构的配合不好造成的故障损失大约60多万元，改造后事故故障为零。也就是说创直接经济效益60万元;(2)改造前因为原CD10型电磁操动机构的配合不好造成的故障频繁出车辆、人员处理事故故障，每年出车60余次。按每次综合费用700元算，合计4.2万元。改造后本项几乎为零，也就是创造直接经济效益4.2万元;(3)改造后再也没有烧毁线圈、控制元件的现象。2006年一年更换线圈、元件合计5.2万元。
因此本项改造共创直接经济效益69.4万元。