孙明道, 刘 喜, 郭国芳, 刘晓锋

(平高集团 河南平芝高压开关有限公司, 平顶山 467013)

550 kV断路器操作机构轴销的断裂原因分析

孙明道, 刘 喜, 郭国芳, 刘晓锋

(平高集团 河南平芝高压开关有限公司, 平顶山 467013)

在断路器1 000～2 000次机械操作试验中，30CrNi3合金钢渗氮轴销发生断裂。通过化学成分分析、断口分析、低倍检验、金相检验、力学性能测试的方法，对轴销的断裂原因进行了分析。结果表明：该轴销的断裂性质为双向弯曲疲劳断裂；轴销材料渗氮层存在脉状氮化物,内部存在疏松、大尺寸夹杂物和气泡缺陷，降低了材料的力学性能；在周期性旋转弯曲力作用下，轴销表面缺陷处出现裂纹并不断扩展，最终导致轴销疲劳断裂。

30CrNi3合金钢；轴销；机械操作试验；缺陷；双向弯曲疲劳断裂

气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)具有装置结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、便于安装、使用周期长、维护工作少等特点，广泛应用于高压输电系统。GIS断路器进行机械操作试验是为了保证开关装置满足规定的操作条件且机械联锁工作正常。依据相关标准应对GIS断路器进行机械开断特性出厂试验，以验证开关装置在操动机构的电源电压和操作压力规定的范围内是否能够正确地合闸和分闸[1]。

图1 轴销装配、断裂位置与受力示意图Fig.1 Schematic diagram of the assembly, fracture location and force of the axis pin

在某550 kV断路器1 000～2 000次机械操作试验中，操作机构中连接拐臂与操作杆的轴销在开闸和合闸周期运动中发生断裂，其轴销装配、断裂位置及受力情况如图1所示。……