VCR-193真空接触器机械特性现场调整——科技论文
但是,由于VCR-193本身的结构特点,在现场检修试验时机械特性试验不合格时有发生,本文结合VCR-193的结构特点,将VCR-193真空接触器的机械特性现场调整经验与大家分享。
1 VCR-193真空接触器的基本结构
1.1 合闸
当接触器接到合闸指令,合闸继电器线圈得电常开触点闭合,使真空接触器的合闸线圈回路导通,合闸电磁板在电磁力的作用下带动绝缘翘板做顺时针方向转动,通过触头压力弹簧推动连接真空灭弧室动触头的螺杆向静触头方向做直线运动,动触头以适当的速度和静触头闭合,同时被压缩的触头压力弹簧使其产生需要的接触行程,以确保动静触头间产生所需压力。此时,合闸闭锁弹簧推动分闸衔铁锁扣滚子推入合闸锁扣的凹槽内,使接触器保持合闸状态。
1.2 分闸
当接触器接到分闸指令,分闸继电器线圈得电常开触点闭合,使真空接触器的分闸线圈回路导通,分闸电磁板在电磁力的作用下带动滚子脱离锁扣,在分闸弹簧力的作用下带动绝缘翘板做逆时针方向转动;拉动螺杆使动触头以适当的速度和静触头分离,在接近分闸的最终位置,缓冲垫开始作用,吸收分闸剩余动能,从而完成整个分闸过程。
2 VCR-193机械特性参数:
序号 |
项目 |
单位 |
数值 |
1 |
触头开距 |
mm |
6±1 |
2 |
超行程 |
mm |
1.5±0.5 |
3 |
合闸时间 |
ms |
≤130 |
4 |
分闸时间 |
ms |
≤100 |
5 |
合闸弹跳时间 |
ms |
≤2 |
6 |
三相分合闸同期性 |
ms |
≤2 |
7 |
回路电阻 |
μΩ |
≤150 |
3 现场检修调整
3.1 不能合闸
VCR-193真空接触器出现不能合闸,或者不能满足合闸电压在80%~110%额定电压下可靠动作的要求;
排除电气原因以外,存在以下几种可能:
3.1.1.合闸闭锁弹簧疲劳,弹力不足;
合闸闭锁弹簧位于手动分闸杆的尾端;在合闸时,合闸电磁铁在合闸线圈的电磁力作用下,克服分闸弹簧的阻力,向下运动,接近闭锁点位置时,开关压板将合闸辅助接点断开,合闸线圈断电。合闸电磁铁受惯性继续下行运动,当合闸锁扣的凹槽低于分闸电磁铁上的闭锁滚子后,合闸闭锁弹簧推动分闸衔铁锁扣滚子推入合闸锁扣的凹槽内,使接触器保持合闸状态。
若合闸闭锁弹簧弹力不足,分闸电磁铁锁扣滚子向合闸锁扣运动速度不够,造成合闸闭锁失败,不能合闸;所以,这类型的故障从开关的表现来看,都是开关有合闸的动作而且一次回路已接通,然后瞬时断开。
处理方式:更换弹力合适的合闸闭锁弹簧;
3.1.2.分闸电磁铁铰轴润滑不良、卡涩;
若分闸电磁铁铰轴润滑不良、卡涩等情况,合闸闭锁弹簧则需要克服较大的阻力,也会造成合闸闭锁失败;
处理方式:对分闸电磁铁铰轴进行清洗、润滑;
3.1.3.绝缘翘板转轴卡涩;
绝缘翘板转轴卡涩会使绝缘翘板运动速度下降,冲力不足,在合闸锁扣凹槽还没有运动到分闸衔铁锁扣滚子下方时,开关压板已将合闸辅助接点断开,合闸线圈断电,绝缘翘板在分闸弹簧作用下回弹,合闸失败;
处理方式:对绝缘翘板转轴和万向轴承进行润滑;
3.1.4.分闸弹簧调整不当;
分闸弹簧调整压力过大,虽然有助于提高开关的短路分闸能力,但是压缩量调整过大,会使合闸动量损失。
3.2 不能分闸
VCR-193真空接触器出现不能分闸或在65%~120%额定电压不能可靠动作;在排除电气原因后,机构可能的原因有:
3.2.1.分闸电磁铁锁扣滚子与合闸锁扣有粘连;
分闸电磁铁锁扣滚子与合闸电磁铁的合闸锁扣之间有污物,在合闸以后造成粘连,分闸线圈产生的电磁力不能克服,造成分闸失败;
处理方式:清洗分闸电磁铁锁扣滚子与合闸锁扣接合面;
3.2.2.分闸电磁铁铰轴润滑不良、卡涩;
若分闸电磁铁铰轴润滑不良、卡涩等情况,合闸闭锁弹簧则需要克服较大的阻力,也会造成合闸闭锁失败;
处理方式:对分闸电磁铁铰轴进行清洗、润滑;
3.3 分、合闸时间
真空断路器对分闸速度是有一定要求的,因为它影响燃弧时间和弧后介质强度的恢复速度。VCR-193真空接触器一般都能够达到产品的技术条件标准。但也有例外,一般是机构产生的问题如:翘板转轴卡涩、合闸闭锁死点调整不当等。总的来说分、合闸时间问题这块相对稳定些。
相对于VCR-193的绝缘翘板来说,随运行时间的延长,翘板转轴部分易出现润滑不良的卡涩情况,此时测得的分、合闸时间均会大于厂家的机械特性标准值(合闸≤130ms,分闸≤100ms)。应对绝缘翘板转轴加油润滑;
3.4 三相分合闸同期性
如果不同期大,会严重影响真空断路器开断过电流的能力,影响断路器的寿命,严重时能引起断路器爆炸。VCR-193真空接触器的不同期应 ≤2ms,
VCR-193真空接触器由于三相真空灭弧室均安装在绝缘框架上,动触头随绝缘翘板运动,一般三相同期性基本保持稳定,但也会有以下几种情况造成VCR-193真空接触器的三相同期不合格:一是开关的动触头压力弹簧平衡垫片磨损或动触头行程调整不当;另一个原因是绝缘翘板转轴的销孔的磨损或转轴卡涩;
更换磨损部件以后,VCR-193真空接触器三相同期的调整方法:
3.5.1.拆开绝缘翘板上的动触头调节螺母保护盖;
3.5.2.手动合上VCR-193真空接触器;
3.5.3.连接好开关机械特性测试仪;
3.5.4.顺时针轻旋动触头调节螺母直到开关机械特性测试仪显示开关刚刚断开的临界点(若所用的特性测试仪没有明显的灯光显示,可以在开关的动触头和静触头两端串入试灯),
3.5.5.动触头调节螺母转动顺序应从B相开始,然后进行A、C两相,反复调整几次后,此时要求达到三相真空泡都在刚刚断开的临界点,用手指轻触绝缘翘板中部位置,三相应同时接通;
3.5.6.逆时针旋转动触头调节螺母4/5~1.5圈,且保证三相的动触头调节螺母转过的角度一致,仍然是先调整B相,再调整A、C相。
3.5.7.此时测量VCR-193真空接触器的三相同期是一致的。
特别注意:顺时针旋转动触头调节螺母时,应小心轻旋,切忌过量;并且此时严禁对VCR-193真空接触器进行任何形式的分闸操作!否则将损坏真空泡的波纹管!
3.5 合闸弹跳
目前,真空泡均采用对接式触头,且合闸速度较高,触头在合闸时就可能产生弹跳。由于弹跳不但会使触头熔焊,产生过电压,而且还会使波纹管受强迫振动而出现裂纹,导致灭弧室漏气,所以合闸弹跳越小越好。
在合闸过程中,由于动静触头的非弹性碰撞引起弹跳,弹跳值大小与诸多因素有关,如触头弹簧的弹力、合闸速度、开距以及真空断路器的触头材料等等,安装、调试质量、零部件的加工精度都影响合闸弹跳时间的长短。
图2是一台VCR-193真空接触器的特性试验报告;从试验报告可以看出,A相和B相的弹跳都是不合格的。
合闸弹跳时间T=T1+T2
其中T1为动触头在弹起前和静触头接触停滞时间,T2为动触头弹起腾空时间。
合闸弹跳时间中的T1与合闸速度有关,合闸速度越快T1的值越小,反之T1越大。大量测试表明,凡合闸弹跳只发生一次腾空时,T=1.8~2.6ms;
这台开关A相发生两次弹跳,第一次的弹跳时间从图中曲线看出T约为2ms左右,而第二次的弹跳时间T约为50ms,和B相的第一次弹跳基本重合。说明这一次弹跳可能与绝缘翘板和合闸电磁铁的运动有关。绝缘翘板和合闸电磁铁整体发生了一次回弹,通过实际观察,可以看到合闸电磁铁在合闸线圈断电后有一个很小的反弹;
3.5.1 原因分析及处理:
(1)合闸回路辅助接点断开时间过晚;
合闸回路的辅助接点应该在接近合闸闭锁点时断开,若合闸回路辅助接点断开时间过晚,合闸电磁铁会继续向下运动越过闭锁位置,辅助接点断开后,合闸线圈失电,合闸电磁铁在分闸弹簧作用下向上回弹,带动绝缘翘板将开关动触头往回拉动,造成动触头一次腾空。
(2)开关超程不足;
VCR-193采用对接式触头,由于合闸速度很快,必然会产生弹跳,开关超程不足时,抵消动触头腾空的距离就小。
(3)合闸闭锁位置间隙大
合闸电磁铁在合闸线圈的电磁力作用下的位置和机构的合闸闭锁位置存在偏差,造成在合闸线圈断电后,合闸电磁铁产生一次回弹。
3.5.2处理方式:
在分闸电磁铁和基座上下位置的固定位置增加垫片,使合闸闭锁位置整体下移,消除合闸电磁铁在合闸线圈的电磁力作用下的极限位置和机构的合闸闭锁位置存在间隙。
4 结束语
开关的性能参数是相互影响的,调整时要统筹兼顾,全面分析判断可能产生的原因,尤其在现场各种专业的测试仪器缺乏的情况下,动手调整是要小心微调,不可一次性大幅度调整;另外,在开关机械特性调整以后,必须重新对开关做接触电阻和耐压试验。
参考文献
[1] VCR193真空接触器使用说明书、上海通用电气公司;
[2] 王勇、真空断路器机械特性的探讨、中国高新技术企业 2007年 第9期
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