技 师 专 业 论 文《KYN28A-12型中置式开关柜常见故障分析》

技 师 专 业 论 文

工 种: 维 修 电 工

题 目: KYN28A-12

型中置式开关柜

常见故障分析

姓 名: * * * 身份证号: ****************** 等 级: 技 师 准考证号: * *

培训单位: * * * * * * 培训中心 鉴定单位: 北京市**鉴定所 日 期: 2 0 0 6 年 * 月 * 日

KYN28A-12型中置式开关柜常见故障分析

* * * * 公司 * * *

摘要：自2005年元月以来，* * 铁矿陆续将各电站运行三十多年的老变配电设备更新改造，和易地更新。6KV室内配电装置，基本上都采用了KYN28A-12型户内交流金属铠装移开式开关柜。这些设备运行一年多来，基本上性能不错,但是也出现了一些故障（包括机械传动、微机综合保护装置和二次电路部分），影响了正常供电，经过专业技术人员、电工分别对这些故障进行了详细的分析和恰当的处理，恢复了设备性能，保证了所辖的三个电站安全可靠的运行，为 * * 铁矿生产任务完成创造了有利条件。

关键词:老电站 设备更新 KYN28A-12型 开关柜 故障分析 维修

前言：**矿各变电站陆续进行了老设备更新改造，以KYN28A-12型金属铠装移开式全封闭开关柜，换下了服役几十年的老式开关柜。新设备采用了VS1(VD4)系列真空断路器，配有弹簧储能式操作机构和专用的底盘车。新设备在保护方面采用了现在最先进的微机综合保护装置，控制功能比较完善,可靠性、安全性大大提高，故障减少了很多，通常称之为免维护型。但是，从更新改造以来，也陆续出现了一些设备故障，有接地刀闸连锁传动机构故障；有微机综合保护装置故障；也有手车式真空断路器故障。分析其原因：1.有设备组装不规范造成的；2.有备件质量问题造成的；3.有设置定值参数不妥造成的；4.有机械零件通用性不好造成的也有操作人员素质低野蛮操作造成的等等。以上的设备故障，还是要通过维护、修理来恢复设备性能。针对新设备新技术，我们头脑中的知识也要不断更新、与时俱进，在处理所有故障的过程中，我们也在不断的学习，接受新技术、研究新课题，不断的提高自己，使这些新设备得到恰当的维修，发挥最大限度的技术优势，提高供配电质量，保证矿业生产发展。

正文：KYN28A-12型金属铠装移开式全封闭开关设备（见图一），是三相交流单母线分段系统的户内成套配电装置，主要用于接受和分配3.6-12千伏额定频率50HZ电力系统，用于接受和分配网络电能并实现对电网线路控制、自动化保护及监测，有五防功能。它配用VS1(VD4)系列真空断路器，具有分断能力大、体积小、操作安全方便等优点，是一种性能优越的配电装置。它有四个完全独立的

隔室，正面安装、调试、维护方便。这样的设备在我们所负责的电站共装了69台，其中东排电站35KV进线系统，也是采用了金属铠装移开式全封闭开关设备。

图一、KYN28A－12型铠装金属全封闭开关柜结构示意图

A.母线室 B.断路器手车室 C.电缆室 D.继电器仪表室

1. 泄压装置2. 外壳3. 分支小母线4. 母线套管5. 主母线6. 静触头7. 静触头盒8. 电流互感器9. 接地开关10. 电缆11. 避雷器12. 接地主母线13. 底板14.控制小线槽 15. 接地开关操作机构16. 可抽出式水平隔板17. 加热装置18. 断路器手车活门 19. 二次插头20. 隔板（活门） 21. 装卸式隔板

从这些设备运行中出现的故障来看，故障率较高的是接地刀闸连锁传动机构，其次是断路器、手车和弹簧储能操作机构故障。

一、接地刀闸连锁传动机构

1．工作原理（见图二 a、b、c、d、e） 1．1、合接地刀闸及联锁

真空断路器分断后，将断路器手车摇出到试验位置（绿指示灯亮），按下主连锁压板1，将操作手柄的六方套筒套入操作主轴端部，顺时针方向下压，操作主轴2带动操作主轴连接套3顺时针旋转，拐柄4向上运动，通过连杆组合5拉动拐柄6，使接地刀闸主轴旋转压紧加速弹簧，当接地刀闸主轴旋转约65°以

上时，接地刀迅速合入闸咀，此时接地刀闸主轴旋转90°完成合闸全过程。与此同时，装在操作主轴上的凸轮14已旋转90°，压下电缆室前门连锁杆15，

（1） （2）

（3）

（4） （5） 图二、（1）主连锁压板（接地刀在分位）；

（2）按下主连锁压板（可用操作手柄操作）（3）、主连锁压板与手车连锁机构； （4）、操作主轴与接地刀闸传动机构； （5）、操作主轴与电缆室前门机械连锁机构

1、主连锁压板 2、接地刀闸操作主轴 3、操作主轴连接套 4、拐柄 5、连杆组合 6、拐柄 7、接地刀闸主轴 8、连板 9、拐柄 10、连锁传动轴 11、复位弹簧 12、挡销联动机构 13、挡销 14、凸轮 15、电缆室前门连锁杆 16、电缆室前门与主连锁压板连锁挡 17、连锁挡销 18、凸轮

操作主轴上的凸轮18压下主连锁压板，到接地刀合位，这时电缆室前门在解锁位置（需要时可以打开门）。电缆室前门打开时，电缆室前门与主连锁压板连锁挡16在弹簧作用下前移，带动连锁挡销17将主连锁压板锁在接地刀闸合位（即使是接地刀分开）；同时，与主连锁压板连在一起的连板8带动拐柄9，通过连锁传动轴10传动挡销联动机构12，使挡销13伸出手车导轨，防止接地刀在合位（或电缆室前门在打开时）将手车摇入受电位置。

1．2、分接地刀闸及联锁

用接地刀闸操作手柄将接地刀闸操作主轴2逆时针方向转，经操作主轴连接套3使拐柄4向下运动，通过连杆组合5拐柄6也向下运动，带动接地刀闸主轴向分闸方向旋转90°，在加速弹簧的作用下刀、闸迅速分开。此时，凸轮14、18随操作主轴复位，电缆室前门连锁杆15复位，锁住电缆室前门；同时连锁传动轴10在复位弹簧11的作用下逆时针旋转，使拐柄9经连板8带动主连锁压板1向上运动，当操作人员拿下操作手柄时，主连锁压板1向上自动复位；同时防手车误入受电位置的连锁也自动解除。

1．3、常见故障与处理

1．3．1、主连锁压板按不下，通过实际处理，剖析原因有电缆室前门关闭不严，门上的锁叉没顶开电缆室前门与主连锁压板连锁挡16，连锁挡销17在锁定位置，挡住了主连锁压板向下运动的路径；还有向上去的连扳8制造安装不规范，端部多出部分与箱体相顶，依靠手指的力量按不下，造成操作手柄装不上无法操作；另外，接地刀闸操作主轴2的轴向串量是主连锁压板犯卡的一个原因。

1．3．2、接地刀闸拒合，一般情况下和主连锁压板按不下同时发生。主连锁压板按不下时，由于操作人员没有进行正确的处理，借助工具强行压下主连锁压板，这时，即使装上操作手柄也无法合上接地刀闸，如果强行合闸就会造成机构部件损坏，常见的有电缆室前门连锁杆15变形、铸铝的轴承座裂碎等。

1．4、处理方法

1．4．1、调整好电缆室前门上的锁叉，使其高度正好与主连锁压板连锁挡平行，关好电缆室前门时，要顶开主连锁压板连锁挡及挡销，紧固前门固定螺丝，使主连锁压板上下自如；

1．4．2、修整连扳8的端部，将多余部分锯掉，并用锉将端部修成圆弧形，使连板与柜体不发生顶撞，运动自如；

1．4．3、调整接地刀闸操作主轴2的轴向串量，使主连锁压板操作时不与主轴接触；

1．4．4、如果发生部件变形或损坏，要矫正变形的和更换损坏的部件，使设备恢复性能后再运行，防止扩大故障造成事故。

二、断路器手车操作部分和弹簧储能操作机构

1、VS1真空断路器结构特点

1.1、VS1户内高压真空断路器配用中间封接式陶瓷真空灭弧室，采用铜铬触头材料，杯状纵磁场触头结构，其触头的电磨损速率小，电寿命长触头的耐压水平高,介质绝缘强度稳定,弧后恢复迅速截流水平低,开断能力强。

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图三、a、VS1手车式真空断路器弹簧储能操作机构

1.储能到位切换用微动开关 2.销 3.限位杆 4.滑块 5.拐臂 6.储能传动轮 7.储能轴 8.滚轮 9.储能保持挚子 10.合闸电磁铁 11.手动储能蜗杆 12.合闸电磁铁 13.手动储能传动蜗轮 14.（单向轴承）电机传动链轮 15.电机输出轴 16.储能电机 18.传动链条 19.储能保持轴 20闭锁电磁铁 21.拐臂 22.凸轮 23.储能传动链轮 24.连板 25储能指示牌

VS1真空断路器总体结构采用操动机构和灭弧室前后布置形式(见图三、b)，主导电回路部分为三相落地形式结构。真空灭弧室纵向安装在一个管状绝缘筒内，绝缘筒由环氧树脂采用APG工艺浇铸而成，因而它特别抗爬电。这种结构设计，大大减少了粉尘在灭弧室表面聚积，不仅可以防止真空灭弧室受到外部因素损坏，而且可以确保即使在湿热及严重污秽环境下，也可对电压效应呈现出高阻态。

操动机构是弹簧储能式(见图三、a)，具有手动储能和电动储能功能。操动机构置于灭弧室前的机箱内，机箱被四块中间隔板分成五个装配空间，其间分别装有操动机构的储、能部分、传动部分、脱扣部分和缓冲部分 。VS1真空断路器将灭弧室与操动机构前后布置成统一整体，即采用整体布局。这种结构设计，可使操作机构的操作性能与灭弧室开合所需性能更为吻合。减少不必要的中间环节，降低了能耗和噪声，使VS1断路器的操作性能更为可靠。VS1断路器即可装 入手车式开关柜中，也可装入固定式开关

1.2工作原理 1.2.1、灭弧原理

断路器配用真空灭弧室，具有极高的真空度。当动静触头在操动机构作用下带电分闸时，在触头间将会产生真空电弧。同时，由于触头的特殊结构，在触头间隙中也会产生适当的纵磁场，促使真空电弧有积聚型转变为扩散型，使电弧均匀地分布在触头表面燃烧，并维持低的电弧电压。在电流自然过零时，废留的离子、电子和金属蒸气在几分之一毫秒的时间内，就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上，灭弧室端口的介质绝缘强度很快被恢复，从而电弧被熄灭，达到分断的目的。

图三、VS1真空断路器传动机构和灭弧室

26上支架 27.上出线座 28.真空灭弧室 29.绝缘筒 30.下支架 31.下出线座32.触头压力弹簧 33.绝缘拉杆 34.传动拐臂 35.分闸弹簧 36.传动连板37.主轴传动柺臂 38.合闸保持挚子 39.连40.分闸线圈 41.分闸半轴 42.手动分闸顶杆 43.凸轮 44分、合指示牌连板 45、分闸脱扣装置

1.2.2动作原理

①.储能动作。储能电机16；通过电机输出轴15；带动（单向轴承）电机传动链轮14；经链传动储能传动链轮23；带动挡销2运动；推动储能轴7旋转，驱动储能轴上的挂簧拐臂5、21转动；从而拉长合闸弹簧达到储能目的。当合闸弹簧储能完成后，能量由保持挚子9保持住，与此同时，拨动储能指示牌25到已储能位置，同时压住储能微动开关作切断储能电机的电源，完成整个储能动作。

②.合闸动作。机构储能后，若接到合闸信号，合闸电磁铁29的动铁芯将被吸合向前运动，通过合闸轴26带动储能保持挚子25转动，从而解除了储能保持挚子对储能轴7的约束，合闸弹簧的能量释放，通过两级四连杆传动机构30，34及绝缘拉杆33带动真空灭弧室的动导电杆向上运动，完成合闸操作。

③.分闸动作。合闸动作完成后，一旦接到分闸信号，分闸半轴41在脱扣力的作用下顺时针转动，半轴 对分闸脱扣部分45的约束解除，分闸脱扣部分在断路器的触头压力弹簧和分闸弹簧的作用下，作顺时针方向转动，真空灭弧室28的动导电杆在两级四连杆传动机构及绝缘拉杆的带动下向下运动，从而完成分闸动作。

2、常见故障与处理

2．1、储能指示灯不亮，检查指示灯是否损坏→辅助开关LK接点是否接触良好→合闸熔断器2FU、11FU是否熔断，处理接触不良或更换损坏的原件即可解决。

2．2. 储能电机不转，检查合闸熔断器2FU、11FU是否熔断→储能到位切换开关是否正常→储能电机是否烧损，更换损坏的原件即可解决（更换电机时要首先拆开链条活节，拿下传动链条，然后拆下储能弹簧，再拆电机地脚螺丝，螺丝拆掉后电机和小链轮整体拿下，注意：⑴、要换电机减速机总成，不要换单体电机，⑵、回装时要检查小链轮的方向，它是特殊的单向轴承，装反小链轮不转）。

2．3、真空管爆炸，一般是产品质量问题，真空度不够或真空管泄露，造成真空管内绝缘降低，分断能力下降，分闸时电弧不能熄灭致使真空管爆炸。发生此事故时要确认停电后处理，清理现场因爆炸产生的污物，更换备用断路器。损坏的断路器要保存，以备分析事故和向厂家索赔。 三、其它故障

1、指示灯不亮，一般情况下是原件损坏，更换即好。

2、断路器频繁跳闸（电流Ⅰ段出口），经估算线路所带负荷大于定值，重新按负荷计算后下定值，运行正常。 四：改进措施

1、开关柜在使用中，运行人员除应遵守有关规程外，还应注意以下问题：

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1．1、虽然开关柜设计有保证开关柜各部分操作程序的连锁，但是操作人员对开关柜各部分的投入和退出仍应严格按操作规程和本技术文件要求进行，不应随意操作，更不应在操作受阻时，不加分析强行操作，否则，容易造成设备损坏，甚至引起事故；

1．2、本产品连锁功能的投入与解除，大部分是在正常操作过程中同时实现的，不需要增加额外的操作步骤；

1．3、有些连锁因特殊需要允许紧急解锁 （如柜体下面板和接地开关的连锁 ），但紧急解锁的使用必须慎重，不宜经常使用。使用时也要采取必要的防护措施，一经处理完毕，应立即恢复连锁原状。 2、运行中要有计划的进行下列项目的维护：

2．1、断路器在使用过程中，应定期用工频耐压法检查真空灭弧室的真空度。具体方法是将断路器分闸，在灭弧室断口间施加42KV工频电压，维持1min，灭弧室内不应有持续放电，如发现灭弧室内有持续放电，则真空灭弧室已失败，该断路器将不能再投入使用；

2．2、正常运行的断路器应定期维护，清除表面灰尘，所有摩擦部位应定期注润滑油；

2．3、安装和使用断路器时严禁用坚硬的物体撞击真空灭弧室外壳； 2．4、 用户不应该随便更换使用与原型号规格不一致的电器元件。 3、开关柜检修除规程进行外，还要注意以下几点：

3．1按真空断路器的安装使用说明书的要求，检查断路器的情况，并进行必要的调整；

3．2检查手车推进机构及其连锁的情况，使其满足有关要求；

3．3检查主回路触头的情况，擦除动静触头上陈旧油脂，察看触头有无损伤，弹簧力有无变化，有无因温度过高引起镀层异常氧化现象，如有以上情况，应及时处理；

3．4检查辅助回路触头有无异常情况，并进行必要的修整；

3．5检查接地回路各部分的情况，如接地触头、主接地线及过门接地线等，保证其导电连续性；

3．6检查各部分紧固件，如有松动，应及时紧固。

3．7检修周期应参考操作次数100次，或按时间四个月左右制定，（供参考）

参考文献

1、 邵海忠主编 ， 《最新实用电工手册》 ， 化学工业出版社 2000.1

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