一種防止斷路器儲(chǔ)能電機(jī)失靈的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于保護(hù)裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種用于真空斷路器儲(chǔ)能單元的閉鎖保護(hù)裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 真空斷路器儲(chǔ)能單元(亦稱儲(chǔ)能回路)的功能是為斷路器合閘提供所需的能量。
[0003] 每當(dāng)斷路器動(dòng)作合閘之后，儲(chǔ)能單元通過(guò)儲(chǔ)能電機(jī)對(duì)儲(chǔ)能彈簧進(jìn)行拉伸，為斷路 器進(jìn)行自動(dòng)蓄能，以備于下一次進(jìn)行合閘操作或者是斷路器進(jìn)行自動(dòng)重合閘時(shí)所使用。
[0004] 儲(chǔ)能單元的這種工作方式就類似于抽水馬桶的水箱，當(dāng)我們用完水箱中的水時(shí)， 水箱會(huì)自動(dòng)進(jìn)行蓄水，為下一次使用做預(yù)先的準(zhǔn)備。
[0005] 真空斷路器儲(chǔ)能單元的通用原理圖如圖1所示，整個(gè)儲(chǔ)能單元由儲(chǔ)能電源開(kāi)關(guān) 2DK、儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)S2和儲(chǔ)能電機(jī)Μ組成。合上儲(chǔ)能電源開(kāi)關(guān)2DK，當(dāng)斷路器未儲(chǔ)能時(shí)，儲(chǔ)能輔 助開(kāi)關(guān)S 2的常閉接點(diǎn)S2_l常閉，儲(chǔ)能單元接通，儲(chǔ)能電機(jī)Μ開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，拉升儲(chǔ)能彈簧進(jìn)行蓄 能；當(dāng)彈簧蓄能已滿或完成后，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)向儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)S 2發(fā)出斷開(kāi)指令，儲(chǔ)能輔助開(kāi) 關(guān)S2常閉接點(diǎn)S2-1切換至斷開(kāi)，儲(chǔ)能單元斷電，儲(chǔ)能電機(jī)Μ失電停轉(zhuǎn)，整個(gè)儲(chǔ)能過(guò)程完成。
[0006] 但是，當(dāng)斷路器的儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)S2的常閉接點(diǎn)S2_l發(fā)生故障無(wú)法進(jìn)行切換，或者傳 動(dòng)連桿變形而無(wú)法正確傳遞動(dòng)作指令時(shí)，儲(chǔ)能單元就會(huì)出現(xiàn)控制或者傳動(dòng)故障，直接導(dǎo)致 儲(chǔ)能電機(jī)Μ長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直至燒毀。
[0007] 這是配網(wǎng)變電檢修人員經(jīng)常會(huì)遇到的斷路器缺陷/故障。電機(jī)損毀的原因是由于 儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)的常閉接點(diǎn)S2_l多次拉弧后損傷，無(wú)法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，接點(diǎn)始終常閉，雖然斷路器 儲(chǔ)能完成，但是儲(chǔ)能單元長(zhǎng)期通電，儲(chǔ)能電機(jī)Μ被迫連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直至燒毀。
[0008] 儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)S2_l的故障只是引起電機(jī)損毀的誘因，造成電機(jī)的損毀的直接原因 是電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)后的熱擊穿。
[0009] 真空斷路器采用的儲(chǔ)能電機(jī)大都是短時(shí)工作制或斷續(xù)工作制電機(jī)。根據(jù)《GB755-2 0 0 8旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》中所定義的短時(shí)工作制電機(jī)和斷續(xù)周期制電機(jī)，其運(yùn) 行周期中都需要有一個(gè)停機(jī)和斷能（即停電）的時(shí)間，以滿足電機(jī)有一個(gè)足夠的時(shí)間冷卻， 以恢復(fù)電機(jī)自身的熱穩(wěn)定，如圖2、圖3中所示。
[0010] 可見(jiàn)，斷路器中所采用的儲(chǔ)能電機(jī)都不滿足連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件。而作為斷路器的動(dòng) 力控制和傳送機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)能單元，其缺乏故障后對(duì)自身采取的停止運(yùn)作的保護(hù)保護(hù)裝置，一 旦當(dāng)儲(chǔ)能單元出現(xiàn)控制或者傳動(dòng)故障后，無(wú)法打破這個(gè)死循環(huán)的命令，儲(chǔ)能電機(jī)長(zhǎng)期連續(xù) 運(yùn)轉(zhuǎn)，最后熱穩(wěn)定擊穿而損毀。
[0011] 申請(qǐng)人單位的變電修試一組管轄維護(hù)的10千伏配網(wǎng)中，真空斷路器的型號(hào)有VB5， ZN-28E 等。
[0012] 通過(guò)對(duì)4年內(nèi)的修試記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，匯總了最為常見(jiàn)的5種型號(hào)斷路器的故障次數(shù) 和彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障次數(shù)，如表1所示。
[0013] 表1、斷路器及操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障次數(shù)、故障率統(tǒng)計(jì)：
[0014]
[0015] 從表1中可以清楚的發(fā)現(xiàn)，因彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)原因?qū)е抡婵諗嗦菲鞴收虾腿毕莸恼?到斷路器故障和缺陷的80%以上。
[0016] 為了避免對(duì)儲(chǔ)能電機(jī)造成傷害，增加斷路器安全運(yùn)行的可靠性，針對(duì)具體的斷路 器儲(chǔ)能單元，找到一種通用的儲(chǔ)能電源閉鎖保護(hù)/防止斷路器儲(chǔ)能電機(jī)失靈的方法，是實(shí)際 運(yùn)行和維護(hù)工作中十分迫切需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種防止斷路器儲(chǔ)能電機(jī)失靈的方法及裝置， 當(dāng)斷路器儲(chǔ)能單元出現(xiàn)故障后，強(qiáng)制閉鎖/切斷儲(chǔ)能電源，從而達(dá)到保護(hù)儲(chǔ)能電機(jī)的發(fā)明目 的。
[0018] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種防止斷路器儲(chǔ)能電機(jī)失靈的方法，所述的斷路器 儲(chǔ)能電機(jī)設(shè)置在斷路器儲(chǔ)能單元中，所述的斷路器儲(chǔ)能單元中還包括有彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)；其 特征是:在所述斷路器儲(chǔ)能電機(jī)的電氣回路中，設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)能保護(hù)模塊;所述的儲(chǔ)能保護(hù)模 塊由采樣單元、延時(shí)單元和儲(chǔ)能電機(jī)電氣回路通/斷控制單元構(gòu)成;所述的采樣單元用于對(duì) 流過(guò)儲(chǔ)能電機(jī)的電氣回路中的電流進(jìn)行時(shí)間采樣;所述的延時(shí)單元用于將儲(chǔ)能電機(jī)電氣回 路中流過(guò)電流的時(shí)間與斷路器所規(guī)定的儲(chǔ)能完成時(shí)間進(jìn)行比較;所述的儲(chǔ)能電機(jī)電氣回路 用于接通/切斷所述儲(chǔ)能電機(jī)的電氣回路；
[0019] 當(dāng)所述電氣回路中流過(guò)電流的時(shí)間大于斷路器所規(guī)定的儲(chǔ)能完成時(shí)間后，儲(chǔ)能保 護(hù)模塊就判定斷路器儲(chǔ)能單元的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障;則所述的儲(chǔ)能保護(hù)模塊對(duì)斷路器 儲(chǔ)能電機(jī)的電氣回路采取保護(hù)措施，切斷儲(chǔ)能電機(jī)的電源，停止儲(chǔ)能電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；
[0020] 所述的防止斷路器儲(chǔ)能電機(jī)失靈的方法，通過(guò)監(jiān)控所述儲(chǔ)能電機(jī)電氣回路中流過(guò) 電流的時(shí)間，來(lái)判定斷路器儲(chǔ)能單元的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)是否出現(xiàn)故障，避免儲(chǔ)能電機(jī)的長(zhǎng)期 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，防止和避免所述儲(chǔ)能電機(jī)的燒毀和損壞，進(jìn)而保障斷路器的運(yùn)行可靠性，提高城 市電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。
[0021] 具體的，所述儲(chǔ)能電機(jī)的電氣回路至少包括儲(chǔ)能電機(jī)線圈Μ和串接在控制電源與 儲(chǔ)能電機(jī)線圈Μ之間的儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)S2的常閉接點(diǎn)S 2_l;
[0022] 所述的儲(chǔ)能保護(hù)模塊包括一個(gè)電壓繼電器U、一個(gè)帶延時(shí)的電壓繼電器SU和一個(gè) 電流時(shí)間繼電器I;所述的電壓繼電器U構(gòu)成所述的儲(chǔ)能電機(jī)電氣回路通/斷控制單元，用于 接通或斷開(kāi)儲(chǔ)能電機(jī)的電氣回路和實(shí)現(xiàn)"自保持"功能;所述的帶延時(shí)的電壓繼電器SU構(gòu)成 所述的延時(shí)單元，用于計(jì)量?jī)?chǔ)能電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)間，控制電壓繼電器U的啟動(dòng);所述的電 流時(shí)間繼電器I構(gòu)成所述的采樣單元，用于檢測(cè)儲(chǔ)能電機(jī)的電氣回路中流過(guò)電流的時(shí)間，啟 動(dòng)帶延時(shí)的電壓繼電器su。
[0023] 進(jìn)一步的，所述帶延時(shí)的電壓繼電器SU控制線圈的兩端，經(jīng)過(guò)電流時(shí)間繼電器I的 常開(kāi)接點(diǎn)1-1，分別與控制電源的兩端對(duì)應(yīng)連接;所述電壓繼電器U控制線圈的兩端，經(jīng)過(guò)帶 延時(shí)的電壓繼電器SU的延時(shí)打開(kāi)觸點(diǎn)SU-1，分別與控制電源的兩端對(duì)應(yīng)連接;所述電壓繼 電器U的常開(kāi)接點(diǎn)U-2，并接在延時(shí)打開(kāi)觸點(diǎn)SU-1上，構(gòu)成電壓繼電器U的"自保持"功能電 路;所述電壓繼電器U的常閉接點(diǎn)U-1、電流時(shí)間繼電器I的控制線圈、儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)S2的常 閉接點(diǎn)S2-1和儲(chǔ)能電機(jī)線圈Μ依次串接后與控制電源的兩端分別對(duì)應(yīng)連接。
[0024] 進(jìn)一步的，在所述電壓繼電器U控制線圈的兩端，并接有一個(gè)指示燈D。
[0025] 進(jìn)一步的，所述斷路器所規(guī)定的儲(chǔ)能完成時(shí)間為15秒，所述采樣單元對(duì)儲(chǔ)能電機(jī) 的電氣回路中流過(guò)電流的采樣時(shí)間為20秒。
[0026] 本發(fā)明還提供了一種上述方法工作的防止斷路器儲(chǔ)能電機(jī)失靈的裝置，所述的斷 路器儲(chǔ)能電機(jī)設(shè)置在斷路器儲(chǔ)能單元中，儲(chǔ)能電機(jī)線圈Μ和儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)S2的常閉接點(diǎn)S2-1依次串接后，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)能電源控制開(kāi)關(guān)2DK與控制電源的兩端分別對(duì)應(yīng)連接;其特征是：
[0027] 在所述斷路器儲(chǔ)能電機(jī)的電氣回路中，設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)能保護(hù)模塊;所述的儲(chǔ)能保護(hù) 模塊至少包括一個(gè)電壓繼電器U、一個(gè)帶延時(shí)的電壓繼電器SU和一個(gè)電流時(shí)間繼電器I; [0028] 所述帶延時(shí)的電壓繼電器SU控制線圈的兩端，經(jīng)過(guò)電流時(shí)間繼電器I的常開(kāi)接點(diǎn) 1-1，分別與控制電源的兩端對(duì)應(yīng)連接;所述電壓繼電器U控制線圈的兩端，經(jīng)過(guò)帶延時(shí)的電 壓繼電器SU的延時(shí)打開(kāi)觸點(diǎn)SU-1，分別與控制電源的兩端對(duì)應(yīng)連接;所述電壓繼電器U的常 開(kāi)接點(diǎn)U-2，并接在延時(shí)打開(kāi)觸點(diǎn)SU-ι上，構(gòu)成電壓繼電器U的"自保持"功能電路;所述電壓 繼電器U的常閉接點(diǎn)U-1、電流時(shí)間繼電器I的控制線圈、儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)S2的常閉接點(diǎn)S2-1和 儲(chǔ)能電機(jī)線圈Μ依次串接后與控制電源的兩端分別對(duì)應(yīng)連接；
[0029]當(dāng)斷路器儲(chǔ)能單元工作正常時(shí)，合上儲(chǔ)能電源控制開(kāi)關(guān)2DK，儲(chǔ)能電機(jī)Μ得電并開(kāi) 始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)儲(chǔ)能彈簧進(jìn)行儲(chǔ)能，同時(shí)電流時(shí)間繼電器I線圈得電，常開(kāi)接點(diǎn)I -1閉合，帶延 時(shí)的電壓繼電器SU的線圈得電，開(kāi)始計(jì)時(shí)；當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到斷路器所規(guī)定的儲(chǔ)能完成時(shí)間 后，斷路器儲(chǔ)能完成，儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)&的常閉接點(diǎn)&斷開(kāi)，切斷儲(chǔ)能電機(jī)電源；同時(shí)電流時(shí)間 繼電器I線圈失電，常閉接點(diǎn)1-1斷開(kāi)，帶延時(shí)的電壓繼電器SU的線圈失電，停止計(jì)數(shù)，接點(diǎn) SU-ι不動(dòng)作，電壓繼電器U不啟動(dòng)，儲(chǔ)能保護(hù)模塊不啟動(dòng)閉鎖儲(chǔ)能電源的功能；
[0030] 當(dāng)斷路器儲(chǔ)能單元出現(xiàn)故障時(shí)，合上儲(chǔ)能電源控制開(kāi)關(guān)2DK，儲(chǔ)能電機(jī)Μ得電開(kāi)始 轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)儲(chǔ)能彈簧進(jìn)行儲(chǔ)能，同時(shí)電流時(shí)間繼電器I線圈得電，常開(kāi)接點(diǎn)I -1閉合，帶延時(shí) 的電壓繼電器S U的線圈得電開(kāi)始計(jì)時(shí)；當(dāng)計(jì)時(shí)超過(guò)對(duì)儲(chǔ)能電機(jī)的電氣回