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1、牵引变电所真空断路器故障分析及处理摘要：针对目前汉丹铁路牵引变电所真空断路器运行过程中出现的故障做出 研究,对故障原因进行分析，提出解决问题的方法和建议。关键词：牵引变电所，真空断路器，故障处理引言：牵引变电所是铁路牵引供电系统的核心，负责铁路用电的电压变换、电能分 配和传输，其中高压断路器是牵引变电所最重要的开关设备。它肩负着控制和保 护的双重任务，供电线路正常运行时，用它接通或切断正常工作负荷电流；供电 线路发生故障时，它又可借助保护装置配合，准确的切断故障电流，以防止扩大 故障范围。因此，高压断路器本身的可靠性和技术性能非常重要，决定铁路供电 系统的安全性。汉丹线开通以来，真空断路器故障
2、多次发生，极大影响了汉丹铁路供电的安 全性。因此对真空断路器工作原理和故障进行分析可以有效提高日常运行维护中 的检修效率和效果，具有极大参考价值。一、高压断路器种类高压断路器的种类繁多，为满足开断和关合高压电流，其主要结构是相似的 必须具备三个组成部分：（1）开断部分，包括导电部分、灭弧室和触头；（2） 操动和传动部分，包括操作电源和各种传动机构；（3）绝缘部分，断口绝缘和 高压对地绝缘。按灭弧介质的区别有以下几类：油断路器，触头在绝缘油中断开，利用绝缘油作为绝缘灭弧介质。压缩空气断路器，利用高压力的空气来吹弧的断路器。六氟化硫断路器，利用六氟化硫气体作为绝缘灭弧介质。真空断路器，触头在真空中
3、开断，利用真空作为绝缘灭弧介质。在上述断路器中，真空断路器具有开断能力强、性能稳定、动作快、寿命长、 质量轻、体积小、维护简单、运行周期长，适于频繁操作的特点，被广泛使用。 在铁路牵引供电系统中，真空断路器的使用占有非常高的市场份额，真空断路器 的可靠运行，是保证铁路运输生产安全、可靠、正点的关键之一。二、真空断路器机构及工作原理本文以汉丹铁路运行的真空断路器为例进行分析。汉丹线使用的是户内单相 交流高压真空断路器，额定电压 27.5kV 级，主要用于开、合负载和切断故障电 流。该断路器的操作机构为弹簧储能式。可实现电动及手动操动。此断路器的外形如图 1，采用车架式结构，主要由车架、操作机构和
4、推进联 锁机构组成。上、下出线座、灭弧室通过两个环氧树脂绝缘子和两件绝缘支杆， 用螺栓和车架连成一个刚性整体，构成断路器的主回路，并与车架绝缘；操作机 构采用弹簧储能机构，各功能部件按水平布置在机构箱内，机构箱用螺栓与车架 连接在一起，用一根绝缘传动杆与真空灭弧室动导电杆连接；达到手动或电动分 合断路器的目的。图一断路器总体结构 图二操动机构动作原理真空断路器操动机构工作原理分为 3 个过程，分别为：储能过程、合闸过程、 分闸过程。操动机构动作原理如图 2。储能过程：电机通电后启动，经二级蜗杆将运动传至第二级涡轮上，再通过轴套、棘爪来驱动储能轴转动，从而合闸弹簧被拉伸而储能，当储能轴右端的拐
5、臂过了最高点后，合闸掣子将凸轮定位件锁住，为合闸做好准备。同时通过拉杆 切换行程开关，电机断电，储能结束。合闸过程：合闸命令传到合闸电磁铁后，其铁芯撞击合闸掣子，凸轮定位件 解除约束，合闸弹簧带动凸轮和两组四连杆机构传到动导电杆上，使动导电杆往 上运动，实现开关合闸。同时，分闸掣子扣住主轴上的拐臂，开关保持合闸状态。 拉杆切换辅助开关，切断合闸回路，接通分闸回路。断路器合闸结束。分闸过程：分闸命令传到分闸电磁铁后，其铁芯撞击分闸掣子，使其脱扣。 在分闸弹簧和触头压力弹簧的作用下，主轴反向转动，带动导电杆向下运动，断 路器分闸。三、断路器机构常见故障及处理方法断路器操动机构影响开关工作的常见故障
6、主要分为 2 大类：1、储能故障；2 拒动故障（拒分、拒合）。（一）储能故障1.合闸后，电机不储能原因分析：电机不储能有两种可能：电机损坏或电机回路电源不通。处理方 法：检查微动开关常开、常闭接点，如有损坏，及时更换；检查电机是否良好， 如有损坏及时更换。2.储能电机不停止转动或储能不到位原因分析：储能电机持续转动通常是因为控制储能电机的行程开关未切断， 需要调整压缩行程开关拉杆长度，使行程开关可靠切断电源；储能电机储能不到 位是由于行程开关连杆太长，提前切断电机电源，需要调短连杆长度，使电机电 源能可靠切换行程开关。二）拒动故障1.拒分故障原因分析：电动分闸拒分主要是由于分闸电磁铁未通电，铁
7、芯不动作，常见 故障原因是分闸线圈烧损，分闸回路不通。处理方法：更换分闸线圈。2.拒合故障原因分析：造成断路器拒合的原因较多，合闸线圈烧损，造成合闸回路不通 是常见原因。处理方法：更换合闸线圈。在汉丹铁路还出现了一种情况是合闸后又自动分闸，合闸保持不住，下面详 细讲述此种情况。出现合闸后又自动分闸的情况时，首先考虑是由于合闸推杆过 短，采取了放长合闸推杆的措施，减小合闸推杆上合闸滚子与凸轮的间隙（见图 1）合叵滚了合闸堆杆驚5彗歸；-图1合闸推杆、凸轮与合闸滚子部分断路器可通过此措施恢复正常但也有一些未能解决问题，进一步分析观察发现拐臂滚子和合闸保持掣子未对正, 怀疑断路器主转轴可能存在焊接变
8、形，决定更换新主转轴，更换后恢复正常。原因分析：断路器合闸打滑主要是合闸保持掣子与主转轴的拐臂滚子接触面 扣接配合不到位。正常情况下，断路器合闸后，滚子作用弧面点应扣接于合闸保 持掣子1/2到2/3的部位（见图2）,断路器方能稳定保持在合闸状态，故障断 路器由于合闸保持组件零部件配合异常，导致断路器机构主转轴拐臂滚子与合闸 保持掣子的扣接量未达到标准，致使机构无法保持在合闸状态。o拐臂滚 于合闸拐拦曰喘诗T转轴扌口接点、扣接量图 2 合闸保持掣子扣接示意图处理方法：在日常检修中一旦发现扣接量偏低，需要及时进行调整保证合闸 保持掣子与滚子作用弧面约 1/2 到 2/3 的部分位于扣接点（切点）。四、结语本文介绍了真空断路器的工作原理，同时对影响真空断路器发挥作用的严重 故障进行了分类，对故障原因进行了分析，找到处理方法。为今后同类型真空断 路器的检修和故障处理提供了参考和意见。参考文献1 谭秀炳.交流电气化铁道牵引供电系统M.成都：西南交通大学出版 社，2007.3.2 阎治安，崔新艺,苏少平电机学M.西安：西安交通大学出版社，2006.8.3 铁道部运输局编.高速铁路变配电设备检修岗位M.北京：中国铁道出 版社，2012.10.4 中铁电气化局编.铁路电力牵引供电系统电气设备调试技术M.北京： 中国铁道出版社，2013.5.
