姚曉君 孫 珂

（1.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司，江蘇 蘇州 215000；2.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司，江蘇 徐州 221000）

0 引言

在220 kV 及以上的變電站中， 三相分體式的斷路器是常用的斷路器設備。比起三相一體聯(lián)動式的斷路器，三相分立式的斷路器更容易出現(xiàn)三相不同期的故障，往往這種故障是由三相的分合閘線圈存在異常導致的。 分合閘線圈的故障通常有線圈自身工藝欠缺、機械卡澀和分合閘傳動回路故障三個方面的原因[1-2]。在現(xiàn)場時常遇到機械卡澀導致線圈不動作進而燒毀、線圈絕緣不足導致短路、鐵芯材質(zhì)問題導致剩磁等各類原因， 造成分合閘時線圈故障或動力不足等，在三相聯(lián)動的斷路器上就表現(xiàn)為斷路器“拒動”，而在三相分立式的斷路器上則表現(xiàn)為“拒動”或“三相不同期”故障[3-4]。 而三相不同期故障則可能導致斷路器損壞、線路過電壓等危害設備和電網(wǎng)的事故。 本文對一起合閘線圈異常引起斷路器三相不同期故障的現(xiàn)象和排查消缺過程進行了分析和總結(jié)，提出了可行的改進和預防措施。

1 故障簡述與初步排查

某年12 月，江蘇某地西門子公司3AT3EI 型號的斷路器合閘時發(fā)生 “三相不一致”動作，后臺顯示A相未合閘， B、C 相合閘后即跳開。

現(xiàn)場檢查斷路器三相均在分閘位置，非全相繼電器時間整定值正確，A 相SF6 壓力、 操作機構(gòu)油壓均在額定范圍，機構(gòu)內(nèi)合閘總閉鎖繼電器動作。 嘗試就地操作，A 相未動作，B、C 相正確動作，隨后三相不同期動作。 故障排查范圍縮小至A 相。

A 相合閘線圈阻值及電位均正常，合閘回路無虛接、松動，對A 相合閘回路加直流脈沖電壓到110 V，斷路器未動作。 排查范圍縮小至A 相合閘線圈。

該合閘線圈型號為3AX6002-2/204，由兩個可分別作用的線圈組成， 鐵芯一頭與頂桿螺桿相連接，在線圈通電后鐵芯動作觸發(fā)機構(gòu)的合閘動作。合閘動作完畢后，合閘回路失電，由彈簧帶動頂桿螺桿和鐵芯恢復原位。 經(jīng)測試，備用線圈也無法進行電動合閘。

嘗試手動按壓合閘線圈的鐵芯，發(fā)現(xiàn)按壓時有遲鈍卡澀感。 手動按壓合閘線圈多次后，再使用電動合閘，可正常合閘。初步得出故障原因：合閘線圈內(nèi)部存在卡澀導致合閘力不足，經(jīng)過多次手動按壓后，線圈內(nèi)部卡澀消失，故障排除。

然而在進行三相就地電動測試時，會隨機出現(xiàn)以下幾種情況：

（1）斷路器三相都合閘成功。

（2）A 相拒動，B、C 相合閘成功， 觸發(fā)三相不同期，B、C 相再分閘。

（3）三相都動作，但 A 相明顯滯后于 B、C 兩相，可通過合閘聲音進行分辨。

至此，故障現(xiàn)象呈現(xiàn)復雜化。經(jīng)反復測試，當兩次合閘的間隔時間較長，故障可復現(xiàn)。 手動按壓A 相合閘線圈，存在遲鈍粘滯感，多次按壓后，遲滯消失，鐵芯可靈活動作。線圈靜置片刻，粘滯感逐漸增大，推測合閘線圈內(nèi)存在有粘性的物質(zhì)在粘連線圈內(nèi)某部件，需將合閘線圈拆卸解體進一步檢查。

2 故障深入排查與分析

合閘線圈解體后，發(fā)現(xiàn)合閘鐵芯端面(連接螺桿側(cè))有黃綠色膠狀物，調(diào)整鐵芯行程的固定塊表面（鐵芯側(cè)）有一層淡黃綠色油膜，用手接觸有明顯粘性的感覺，在復位彈簧作用下鐵芯與鐵芯行程固定塊發(fā)生粘合。

手動將鐵芯端面與鐵芯行程固定塊吻合在一起，等待時間稍長，按壓鐵芯又會感覺遲鈍卡澀，初步分析認為鐵芯端面和調(diào)整鐵芯行程的固定塊表面有粘性的膠狀物質(zhì)造成鐵芯動作延遲、 拒動或動作功增大。 該黃綠色的膠狀物質(zhì)為專用的防松膠，用于保證鐵芯與頂桿螺釘?shù)木o密連接、不會相對轉(zhuǎn)動而影響線圈動作電壓。

根據(jù)斷路器的機構(gòu)箱的情況進一步分析防松膠溢出的原因，可知分、合閘線圈安裝在密閉的箱體內(nèi)。鐵芯處于水平放置狀態(tài)，而且距離機構(gòu)箱內(nèi)加熱器的很近。加熱器常年投運，合閘線圈附近空氣溫度較高，螺桿表面的防松膠受熱流出，鐵芯合閘運動中螺桿表面的防松膠液逐步在鐵芯端面積累，形成一層淡黃綠色防松膠油膜。

3 故障處理

在更換A 相合閘線圈后，對斷路器進行機械特性測試，合閘動作特性正常。 然而測試中發(fā)現(xiàn)A、B、C 三相分閘不同期超過10 ms。對A、B、C 相的分閘線圈拆解檢查， 發(fā)現(xiàn)也存在防松膠溢出導致粘連的情況：A相分 1 線圈、B 相分 1 線圈、C 相分 2 線圈的鐵芯按壓時有輕微卡澀，解體后檢查發(fā)現(xiàn)調(diào)整鐵芯行程的固定塊表面（鐵芯側(cè)）和鐵芯端面同樣也有一層粘性物質(zhì)，導致鐵芯動作時遲鈍、不同期超標。 通過技術(shù)分析并與廠家溝通， 明確清除該防松膠并不影響鐵芯動作，但必須保證緊固螺母完全緊固，以確保線圈的動作電壓不改變。對固定塊表面（鐵芯側(cè)）和鐵芯端面粘性物質(zhì)進行清洗、裝配后，進行斷路器分合閘特性測試，數(shù)據(jù)均合格。

4 事后總結(jié)與防范措施

由合閘線圈內(nèi)部防松膠長時間受熱流出導致鐵芯粘連從而造成合閘失敗、 表現(xiàn)為斷路器三相不同期動作的故障屬于相對比較罕見的情況。 故障與分合閘線圈設計、機構(gòu)箱內(nèi)排列位置以及工作環(huán)境密切相關。通常的控制回路檢查、線圈阻值測量、手動測試等常規(guī)排查故障的方法難以發(fā)現(xiàn)癥結(jié)所在， 而且隨著多次手動動作，其故障癥狀會減輕乃至消失，也進一步使得故障現(xiàn)象復雜，增大了排查難度。針對此種類型的線圈故障與隱患，筆者提出以下幾種可行的處理方案：

（1）應結(jié)合停電檢修，對分合閘線圈進行檢查，防患于未然；（2）更換工藝更好、性能更穩(wěn)定的防松膠；（3）如無更好工藝的防松膠，對于存在防松膠溢出的線圈，應徹底清潔防松膠，并確保緊固螺母緊固良好；（4）優(yōu)化機構(gòu)箱內(nèi)加熱器的分布位置，避免分合閘線圈長時間受熱。