李傳江，鄧雄偉

(銅陵供電公司，安徽 銅陵 244000)

0 前言

斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備，在電網(wǎng)運(yùn)行中起到相當(dāng)重要的作用：一是控制作用，即根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行需要，投入或切除部分電力設(shè)備和線路，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行方式的倒換；二是保護(hù)作用，即在電力設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置作用于斷路器，將故障部分從電網(wǎng)中迅速切除，以減輕電力設(shè)備的損壞程度和提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，保證電網(wǎng)非故障部分的正常運(yùn)行。無(wú)論電力系統(tǒng)處于什么狀態(tài)，斷路器都應(yīng)可靠動(dòng)作。而斷路器能否可靠動(dòng)作，不僅取決于它的機(jī)械性能是否良好，還要看它的控制回路是不是符合生產(chǎn)要求。如果斷路器控制回路存在缺陷，將有可能引發(fā)極其嚴(yán)重的事故。

近年來(lái)，由于種種原因，斷路器合、分閘操作過(guò)程中合、分閘線圈燒毀的故障呈上升趨勢(shì)。分閘線圈燒毀會(huì)導(dǎo)致斷路器分不開(kāi)，需要運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作，極端條件下甚至可能造成事故擴(kuò)大；合閘線圈燒毀則會(huì)導(dǎo)致斷路器合不上，于線路而言將影響用戶送電，于電容器等無(wú)功設(shè)備而言，將影響電壓合格率。

1 斷路器合、分閘控制原理

斷路器合、分閘控制回路原理如圖1所示。

斷路器合(分)閘時(shí)，合上操作把手KK，合(分)閘啟動(dòng)回路瞬時(shí)接通，合(分)閘保持繼電器動(dòng)作，合(分)閘線圈通過(guò)合(分)閘繼電器HBJ1(TBJ1)接點(diǎn)勵(lì)磁，啟動(dòng)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)，合(分)閘后，串于合(分)閘回路的斷路器常閉(開(kāi))接點(diǎn)打開(kāi)，斷開(kāi)合(分)閘回路。

圖1 斷路器分、合閘控制回路原理

合、分閘線圈是廠家按照短時(shí)通電設(shè)計(jì)的，在合、分閘操作完成后，通過(guò)DL觸點(diǎn)自動(dòng)地將操作回路切斷，以保證合、分閘線圈的安全。由于合、分閘回路啟動(dòng)回路的節(jié)點(diǎn)(操作把手觸點(diǎn)、繼電器觸點(diǎn))自身開(kāi)斷容量有限，如果由它們切斷操作回路的電源，那么在斷開(kāi)操作電流時(shí)，將會(huì)在操作過(guò)程中拉弧，致使觸點(diǎn)燒毀。斷路器輔助接點(diǎn)開(kāi)斷容量大，由它斷開(kāi)操作電流，可以很好地滅弧，保護(hù)控制開(kāi)關(guān)及繼電器接點(diǎn)不被燒毀。當(dāng)合、分閘線圈發(fā)出合(分)閘命令后，合、分閘線圈動(dòng)作，但是機(jī)構(gòu)未脫扣，則輔助開(kāi)關(guān)不能切換。此時(shí)，由于HBJ(TBJ)的自保持作用，使得斷路器輔助接點(diǎn)DL1不能分開(kāi)，會(huì)造成合(分)閘線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電，從而燒毀合(分)閘線圈。

所以，在合、分閘回路中，輔助開(kāi)關(guān)DL起到了很重要的作用，輔助開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力、開(kāi)斷速度、斷口開(kāi)距、產(chǎn)品質(zhì)量等都將影響斷路器合、分閘線圈使用壽命，影響斷路器的可靠性。

2 斷路器線圈燒毀的原因分析

斷路器線圈燒毀故障是當(dāng)前最常見(jiàn)的，也是最難避免的故障類型。線圈燒毀的主要原因如下。

2.1 直接原因

斷路器合、分閘線圈是按短時(shí)通電設(shè)計(jì)的，只允許通過(guò)短時(shí)的額定電流。如果通過(guò)持續(xù)電流的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致線圈絕緣性能下降，最終燒毀。所以，合、分閘線圈燒毀的最直接原因是合、分閘線圈通過(guò)持續(xù)電流的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

2.2 間接原因

引起斷路器合、分閘線圈燒毀的間接原因主要有以下幾種。

(1) 機(jī)械卡澀。機(jī)械卡澀時(shí)，機(jī)構(gòu)無(wú)法合(分)閘，輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)始終接通，線圈持續(xù)通過(guò)額定電流，導(dǎo)致線圈燒毀。

(2) 控制電源電壓不穩(wěn)。控制系統(tǒng)電源不穩(wěn)定，加載在線圈兩端的電壓過(guò)高，導(dǎo)致線圈絕緣擊穿或通過(guò)線圈的電流過(guò)大，燒毀線圈。

(3) 輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)切換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或粘住。很多合(分)閘線圈的燒毀都是因輔助開(kāi)關(guān)引起的。有些輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)開(kāi)斷間隙小，滅弧能力差，在切斷合(分)閘電流時(shí)容易引起電弧重燃，延長(zhǎng)了合(分)閘線圈通過(guò)較大電流的時(shí)間，使線圈絕緣性能下降，多次操作后就會(huì)導(dǎo)致線圈燒毀。尤其是，有些輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)粘住，會(huì)直接導(dǎo)致線圈因持續(xù)通過(guò)大電流而燒毀。

(4) 線圈的功率過(guò)小。如果選擇了功率較小的合(分)閘線圈，在合(分)閘操作時(shí)，機(jī)構(gòu)無(wú)法合(分)閘，輔助開(kāi)關(guān)也就始終不能切換，操作回路始終接通，線圈持續(xù)通過(guò)額定電流，導(dǎo)致線圈燒毀。

(5) 線圈質(zhì)量差，承受合(分)閘電流能力差，操作幾次后就會(huì)燒毀。

(6) 斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)部潮濕，使線圈絕緣性能下降，操作時(shí)導(dǎo)致線圈燒毀。

(7) 控制回路不符合生產(chǎn)要求，存在缺陷，運(yùn)行時(shí)也會(huì)導(dǎo)致合(分)閘線圈燒毀。

3 改造措施

為徹底解決合、分閘線圈燒毀現(xiàn)象，在控制回路中加裝了時(shí)間繼電器，如圖2所示。

圖2 改造后的斷路器

合上操作把手KK，合閘保持繼電器HBJ動(dòng)作，同時(shí)時(shí)間繼電器1SJ啟動(dòng)，由合閘保持繼電器接點(diǎn)HBJ1啟動(dòng)合閘線圈。如果因上述原因?qū)е聰嗦菲鞑荒芸煽縿?dòng)作，輔助開(kāi)關(guān)DL不能可靠切換，經(jīng)延時(shí)繼電器1SJ延時(shí)后(延時(shí)整定值應(yīng)略大于斷路器合閘時(shí)間)，由常閉接點(diǎn)1SJ1代替輔助接點(diǎn)DL切斷合閘回路，避免合閘線圈燒毀。此時(shí)，HBJ與1SJ串接于控制電源下，通過(guò)HBJ的電流較小，不足以保持HBJ1接點(diǎn)處于動(dòng)作后狀態(tài)，HBJ返回，合閘命令解除，時(shí)間繼電器1SJ失壓自動(dòng)返回，為下一次合閘做好準(zhǔn)備。如果合上操作把手KK后，出現(xiàn)KK的⑤、⑧接點(diǎn)粘住的現(xiàn)象，當(dāng)DL不能正確切換時(shí)，時(shí)間繼電器1SJ延時(shí)后動(dòng)作，常閉接點(diǎn)1SJ1斷開(kāi)，合閘線圈HC失壓返回，此時(shí)合閘命令仍未解除，1SJ始終處于動(dòng)作狀態(tài)，1SJ1接點(diǎn)始終斷開(kāi)，直到合閘命令消除后，時(shí)間繼電器1SJ失壓返回，為下次合閘做準(zhǔn)備。分閘控制原理與合閘控制原理類似。

1SJ2、2SJ2分別為合、分閘線圈監(jiān)測(cè)接點(diǎn)，當(dāng)出現(xiàn)合、分閘回路因合、分閘時(shí)間繼電器動(dòng)作而斷開(kāi)時(shí)，后臺(tái)就會(huì)有相應(yīng)的報(bào)警。

加裝時(shí)間繼電器后，應(yīng)使時(shí)間繼電器在保護(hù)合、分閘線圈不被燒毀的同時(shí)，還能保證斷路器在合、分閘操作時(shí)能可靠地動(dòng)作，不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)的情況。斷路器合、分閘時(shí)間一般不超過(guò)100 ms，而一般的合、分閘線圈在220 V電壓下，500 ms左右就會(huì)燒毀，因此，將時(shí)間繼電器延時(shí)值整定在200 ms較為合適。這樣，既能保證斷路器正常合、分閘，又能保證合、分閘線圈不被燒毀。

4 結(jié)束語(yǔ)

斷路器加裝時(shí)間繼電器后，可在保證斷路器正常合、分閘操作的同時(shí)，保護(hù)線圈不被燒毀。在此次改造中，還增加了時(shí)間繼電器動(dòng)作報(bào)警功能，也就是說(shuō)，一旦出現(xiàn)因操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致時(shí)間繼電器動(dòng)作、斷路器操作失敗的現(xiàn)象時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警，提醒檢修人員對(duì)斷路器進(jìn)行檢查。

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