110kV高压断路器为何多采用三相机械联动.pdf
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2022-06-19
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110kV 高压断路器为何多采用三相机械联动
摘要：高压断路器是电力系统中的重要元件之一，在电力系统运行方式调整及
对系统中故障的隔离起重要作用。高压断路器按操动机构配置分三相机械联动操
作和分相操作两类：三相机械联动断路器三相共用一台操动机构，相间通过机械
连杆连接，实现三相断路器的同时分合；分相操作断路器每相配置独立操动机构，
可实现分相操作，若在汇控箱中增加联动操作继电器同时用电缆将三相操动机构
连接起来，可实现三相电气联动操作。目前我国电网中 110kV 及以下系统均采用
三相机械联动断路器；220kV 及以上系统中线路单元高压断路器因考虑系统联网
运行可靠性以及线路故障中单相故障占比高等因素，多采用分相操作断路器；对
于母线、变压器、电抗器等不允许非全相运行的元件则需采用三相联动断路器。
三相联动断路器有三相机械联动与三相电气联动之分，220kV 及以上电压等级的
高压断路器极间距较长，因加工安装工艺复杂等原因三相机械联动方式可靠性稍
低，现场应用的三相电气联动断路器较常见。
关键词：110kV 高压断路器；三相机械联动
1 故障分析
2016 年 4 月，在某 330kV 变电站新增 110kV 间隔断路器安装过程中，在分相
进行断路器本体吊装过程时，断路器厂家技术指导人员图安装方便，在现场工程
安装负责人不知情的前提下，将断路器中相固定拐臂的螺栓私自拆除，造成断路
器中相出厂拐臂位置发生变化。在断路器组装完成后，在对断路器进行机械特性
实验时，发现断路器刚分、刚合速度以及断路器分、合同期数值始终不能满足断
路器要求实验数值，在对断路器本体与操动机构进行多次调整后，各项试验数值
也只能满足断路器要求数值的临界值。
对此现场安装技术人员认为 ll0kV 断路器设备也应像 220kV 断路器一样选用本
体与机构直接连接的三相电气联动操动机构来替代现有的三相机械联动机构。那
么在 110kV 电压等级断路器设备中，三相电气联动机构的故障率是否就低于三相
机械联动的机构呢。下面对 ll0kV 电压等级时两种机构可能出现的故障进行分析。
2 三相电气联动与三相机械联动机构故障率分析
2.1 三相电气联动机构与三相机械联动机构
高压断路器在电力系统中起两方面的作用，一是控制作用，即根据电网的运
行需要，由高压断路器把一部分电力设备及线路投入或退出运行；二是保护作用，
即当电力设备或线路发生故障时，与继电保护和自动装置配合，迅速断开，切除
故障，保护电力系统无故障部分的正常运行。
三相电气联动的高压断路器一般采用三个独立操动机构，通过汇控箱使机构
之问达到电气联接来实现三相联动，各相机构传动输出轴赢接与极柱相连。
220kV 及以上断路器大部分均采用三相电气联动机构。
三相机械联动的高压断路器一般采用一个操动机构，断路器三个极柱与操动
机构之间通过操作连杆联接。这种操动机构多见于 35kV 及 1l0kV 电压等级的断路
器。
按 SDJ5―85《高压配电装置设计技术规程》及国网公司《电力安全技术规程》
要求，户外配电装置的相间距离必须满足如下要求，即 1l0kV.，220kV、330kV 高
压电气设备的相问距离必须分别大于或者等于 1000mm，2000mm，2800mm。
2.2 故障可能性分析
通过故障原因对断路器各类故障进行了分类。故障类型如下表 1：
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