1 概述
AKR型低壓空氣斷路器是美國GE公司產品,符合ANSI標準,是目前低壓斷路器中性能較先進的設備。AKR系列斷路器的開斷額定短路電流最大可以達到200kA,額定電流最大可以達到4000A。它具有容量大,體積小,保護齊全,設計緊湊,零部件互換性強等優點。斷路器由機構、導電及其支撐組件、弧組件所屬裝置及多種聯鎖裝置等組成。AKR系列斷路器有固定式、抽出式兩種形式。我公司所選用的AKR—60系列為抽出式結構,它應用在公司低壓配電系統中。因是進口設備,有些維修人員對其性能和結構掌握不夠,故障最突出的是斷路器拒合閘,不能正常運行。在此介紹AKR型低壓斷路器常見故障和排除方法。
2 與斷路器拒合故障相關的主要機構
此機構是使斷路器具有閉合、斷開、自由脫扣功能的關鍵部件,圖1所示。合閘彈簧釋放能量,斷路器使合閘肘桿完全伸展開,動觸頭由肘桿抵在靜觸頭上,通過其凸輪滾子(5)與支柱(2)和二次掛鉤與脫扣掛鉤(14和11)的相接合,肘桿保持其位置(合閘位置)。
從合閘位置變到脫扣位置見圖(2),其過程是用手(電)動脫扣按鈕或由其它脫扣裝置轉動脫扣軸(10),脫扣掛鉤(11)裝配到脫扣軸上。當脫扣軸旋轉,脫扣掛鉤從二次掛鉤滾子上解脫開;二次掛鉤隨軸承轉,使肘連桿倒塌與分閘彈簧(15)一起使斷路器觸頭開斷(此是脫扣位置)。復位位置機構(分閘儲能狀態)圖(3)中所示,凸輪(3)裝在凸輪軸上(4),由儲能電動機,手動操作搖臂或檢修搖臂轉動它,凸輪接合凸輪滾子,并且部分伸展肘桿,這就允許二次掛鉤對前框架上下轉動,如圖(1)所示。在脫扣掛鉤和二次掛鉤滾子之間留下一個間隙,二次掛鉤現在處于與上部掛鉤和凸輪滾子相接合的位置。
2—支柱 3—凸輪 4—凸輪軸 5—凸輪滾子 10 轉動脫扣軸
11—脫扣掛鉤 12—絕緣臂 13—主軸 14 二次掛鉤 15—分閘彈簧
3 故障分析和處理方法
3.1 貯能電機故障不能轉動或空轉
a.首先檢查電機直阻是否正常和電壓是否正常,若沒有電壓,則檢查線路是否開路斷線,操作熔絲是否燒壞。若電壓正常,則可能是電機繞阻開路或損壞,更換或修理電機。
b.貯能電機貯不上能空轉,檢查貯能機構的棘輪嚙磨損是否嚴重,使電機轉動凸輪棘爪抵不住棘輪上的齒,使之打空,緊不上合閘彈簧(貯不上能),如果是棘輪嚙磨損嚴重,則要更換棘輪,使其正常工作。
c.貯能電機凸輪軸棘爪嚴重松動,間隙過大,抵不上棘輪,貯不上能,檢查棘爪位置彈簧是否固定良好。
3.2 合閘操作無反應
a.合閘線圈無電壓
(1)檢查控制回路是否在某處開路,如PS電氣位置閉鎖回路接觸是否良好;是否閉鎖裝置上積塵嚴重至使接點接觸不良控制回路接觸不好,或其它原因。
(2)檢查該斷路器單元控制操作電源熔絲是否正常,如燒壞則須更換合格熔絲。
b.合閘線圈吸合不到位或損壞
檢查合閘線圈直阻是否在合格范圍內,其合閘電磁線圈的銜鐵推入繞組是否正常不卡澀,如直阻不合格,繞組內積塵嚴重使銜鐵推入繞組卡澀或已燒壞,則需要更換合格的合閘電磁線圈。
3.3 合閘運動后自動斷開
a.脫扣掛鉤機構調整不當
脫扣掛鉤機構調整不好,間隙過小,使脫扣掛鉤始終處于復位狀態,使得斷路器操作后自行脫扣,合閘不成功。脫扣掛鉤的復位位置由調正螺絲來設定,調整螺絲順時轉動三周半,使閉合的斷路器脫扣。此項調整工作做完后,螺絲必須退回,即反向擰松三周半固定好,保證其脫扣掛鉤位置正常。
b. 聯鎖裝置杠桿沒有復位
檢查可靠聯鎖裝置杠桿是否變形卡澀沒有返回,使脫扣軸移位,斷路器保持在脫扣狀態,不能合閘。要校正或更換聯鎖裝置杠桿,使其保持在正常的位置。
c.斷路器未搖到正確的工作位置
因為斷路器左側可靠聯鎖裝置與間隔內一斜坡凸輪嚙合,此凸輪抬高聯鎖裝置杠桿組件,使脫扣軸移位,斷路器保持在脫扣—自由狀態,在此間隔位置不能合閘。應繼續搖到正確位置,使脫扣掛鉤,在操作時則要認真檢查斷路器,在其需要的正確位置方可操作。
d.分閘按鈕燒結或輔助接點接觸不良
可能是分閘按鈕觸頭燒結,斷路器合閘時其輔助開關閉合,使分勵絲圈得電,線圈動作則分閘,檢查時要特別注意合后再分的過程,用測量儀表檢查控制回路狀態是否正常,來迅速正確地判斷出故障。
e.斷路器的搖把轉動機構蓋沒有正確復位
因為轉動機構外的轉動螺絲蓋與小連板嚙合,它與分合閘指示連動,也和脫扣按鈕相嚙合,在操作時螺絲蓋打開后沒有復位,脫扣按鈕在按下(接通)位置,這樣就使斷路器保持脫扣自由狀態,斷路器合不上(此故障不會有觸頭臂的運動)。則需要檢查轉動機構螺絲蓋是否變形或積塵過多,使螺絲蓋運動自如且保持在正確的位置。
f.分勵脫扣與脫扣踏板間隙尺寸不合適
分勵脫扣裝置的脫扣臂與脫扣踏板之間的距離十分接近,造成誤脫扣。要使斷路器在合閘狀態下,確保脫扣臂與脫扣踏板之間的間隙在3~5mm范圍內。
g.欠壓脫扣器上有電壓但不能可靠吸合
檢查欠壓脫扣器阻值是否合格。若電壓正常,可能是銜鐵伸出部與聯扣軸上的踏板間隙過大,調整銜鐵和磁鐵之間的間隙為5±1mm范圍內為正常。若以上檢查正常,還不能使欠壓脫扣線圈動作,則欠壓脫扣線圈開路需要換合格的欠壓脫扣線圈。
h.減震器組件的分閘間隙過小
當斷路器合閘時,合閘彈簧的能量通過機構傳遞到主軸,于是主軸再帶動觸頭閉合,主軸每一端上的端板組件受到驅動靠緊減震器組件。因為在合閘位置,端板組件與緩震器螺栓頭之間應有1mm的最小間隙;若無間隙,使得機構傳遞功增大,沖擊力吸收不佳,使脫扣掛鉤滾子與凸輪滾子嚙合不上,斷路器合閘不成功。調整好此間隙,控制在合格范圍內。
4 更換觸頭的注意事項
如經常承受遮斷大電流的斷路器,可能最后要更換它的觸頭,決定更換觸頭要求的一般原則是,損失掉一半或一半以上的觸頭頂端材料。觸頭表面變得粗糙或者有輕微程度的點蝕,并不表示喪失載流或者遮斷電流的能力,經認真仔細處理后,可繼續使用。
當更換觸頭后,必須確保斷路器閉合時在動、靜觸頭之間產生適當大小的作用力,這種力的調整的好壞,將直接影響遮斷短路電流的正常電弧轉移,“電弧轉移”是一個強迫電弧按順序移動,從中間觸頭轉移到引弧觸頭再轉移到弧道,最后到滅弧,在滅弧室消散并熄滅電弧。建議在正常的維修檢查過程中,要定期檢查觸頭壓力情況。
5 小結
斷路器出現故障后,應盡量減少其操作次數,以免傳動機構變形或斷裂,使故障的范圍擴大。首先要全面直觀檢查傳動機構零件動作是否自如,如果零件上有塵垢,油脂干涸其它雜物殘留,造成機構動作不自如,就應徹底地消除干凈,重新加油中等程度潤滑,保證機構零件動作正常,并按上述正確的方法進行調整。檢修此類斷路器的人員應掌握其低壓斷路器的基本結構和工作原理的基礎,并且具備一定的電氣機械檢修能力和故障分析能力,準確判斷、找出原因及時排除故障,保證其設備運行的正確性和可靠性。