高压断路器分合闸线圈烧毁故障分析.docx

高压断路器分合闸线圈烧毁故障分析电力系统运行中经常发生分、合闸线圈烧毁事故。当电气设备发生事故时，如果因断路器分闸回路断线出现断路器拒动现象，将使事故扩大，造成越级分闸致使大面积停电，甚至造成电力设备烧毁、火灾等严重后果。而合闸回路完整性破坏时，虽然所造成的危害比分闸回路完整性破坏时要小一些，但它也使得线路不能正常送电，妨碍了供电可靠性的提高。所以很有必要对断路器线圈烧毁原因进行分析，积累了事故处理经验，提出防范措施和技术改进，为断路器检修工作提供工作参考。 众所周知，跳、合闸线圈设计时都是按短时通电而设计的。跳、合闸线圈的烧毁，主要是由于跳、合闸线圈回路的电流不能正常切断，至使跳、合闸线圈长时间通电造成的。 一、分闸线圈长时间通电的原因 1.分闸电磁铁机械故障 线圈松动造成断路器分闸时电磁铁芯位移，使铁芯卡涩，造成线圈烧毁。或是由于铁芯的活动冲程过小，当接通分闸回路电源时，铁芯顶不动脱扣机构而使线圈长时间通电烧毁。 2.断路器拒分 控制回路正常时，断路器出现拒分的故障均为连杆机构问题，死点调整不当，使断路器分闸铁芯顶杆的力度不能使机构及时脱扣，使线圈过载，造成分闸线圈烧毁。 3.辅助开关分合闸状态位置调整不当 在断路器分合闸状态时，应调整辅助开关使其指示到标示的范围内，然而实际调整断路器开距和超行程等参数时，会改变断路器分合闸的初始状态，而辅助开关分合位置的初始状态未做相应的调整，将导致辅助开关不能正常切换分合闸回路而使分闸线圈烧毁。4.分闸控制回路辅助开关接点使用不当分闸控制回路上接有一对延时动合接点，该延时目的是为了保证断路器在合闸过程中出现短路故障时能完成自由脱扣。然而，当断路器合闸时间极短，远小于断路器的分闸时间，断路器未来得及脱扣时就已合闸到位，此时，分闸控制回路的延时接点的延时作用将失去意义。相反，该延时接点在分闸过程中，由于辅助开关动静触头绝缘间隙较小，经常出现拉弧现象，频繁拉弧，久而久之使辅助开关的触头烧毁，继而引起分闸线圈烧毁。5. 分闸回路电阻偏大分闸线圈回路绝缘降低，或是线路过细造成电阻偏大，使得分闸回路电压有衰减，导致控制电压达不到线圈分闸电压动作值，分闸线圈长期带电，线圈烧毁。防止分闸线圈烧毁的措施(1) 将分闸回路的延时动合接点改接为一对普通的常开接点，经常检查辅助开关的接点及辅助开关的拐臂螺丝，正确调整辅助开关的位置，使辅助开关与断路器分合闸位置正确、有效地配合。 来源:(2) 固定好分闸线圈，经常检查分闸线圈的铁芯有无卡涩。(3) 每年的检修工作中，正确调整好断路器的连杆机构，经常检查断路器的自由脱扣是否正常，断路器的低电压动作试验是否在额定电压的30-65时可靠跳闸。二、合闸线圈长时间通电的原因1.断路器机构故障当断路器合闸控制回路正常时，断路器本体的内导电杆、传动连杆等卡涩，或是因为断路器操作机构连板配合不好，死点调得偏高，导致断路器拒合闸，使合闸铁芯过载，引起线圈烧坏。2辅助开关位置不当正常合闸时，断路器的合闸接触器的线圈回路与辅助开关的常闭延时接点串联，断路器合闸后，辅助开关接点自动切断合闸回路，辅助接点打不开或拉弧，合闸接触器通过重合闸回路或绿灯回路自保持，合闸线圈长时间带电而被烧毁。3合闸接触器故障断路器合闸时，由于合闸电流比较大，控制回路不能直接控制合闸线圈，只能通过合闸接触器间接接通合闸线圈。因此，当合闸接触器发生故障时，不能及时断开，使合闸线圈通电时间过长，烧毁线圈。另外，合闸接触器的线圈电阻变大，会使合闸接触器正常通电时吸合力度不够，主触点产生拉弧，久而久之，合闸接触器的主触点接触电阻增大，间接地影响断路器合闸线圈的励磁电流，使合闸线圈的励磁力度不足，铁芯不能正确动作，使线圈过载，造成线圈烧毁。 4.合闸电源容量下降，或者合闸回路电阻偏大，使合闸瞬间合闸线圈两端电压低于80Ue。合闸线圈烧毁的预防措施（1）加强合闸接触器的检查、维护。每次开关小修、周期大修都要对其进行检查动、静触头表面接触面积、接触压力等；(2)正确调整辅助开关的位置。(3) 要求值班员在许可工作前，除必须取下控制回路熔断器外，还应将重合闸投切回路打开，避免检修、试验工作中造成烧合闸线圈的可能。以上分合闸线圈烧毁的原因和防范措施，都是在正常操作和设备检修中过程中发现总结出来的，只要我们对此类问题高度重视和加强管理，就可以减少此类事故发生的机率 VD4真空断路器合分闸故障分析与处理 摘 要对断路器“拒分”、“拒合”、“误分”、“误合”故障的判断和处理方法分别进行了阐述，分析了电气和机械两方面故障原因。关键词断路器 分、合闸故障 判断和处理 “拒分”、“拒合”、“误分”、“误合”是断路器运行中的常见故障，故障原因主要有电气和机械两方面（排除人为误操作因素后）。本文拟就操动机构为电磁型（CD型 ）的断路器分、合闸故障的判断和处理方法做简单论述，供变电运行维护人员参考。 1.“拒合”故障的判断和处理发生“拒合”情况，基本上是在合闸操作和重合闸过程中。此种故障危害性较大，例如在事故情况下要求紧急投入备用电源时，如果备用电源断路器拒绝合闸，则会扩大事故。判断断路器“拒合”的原因及处理方法一般可以分三步。检查前一次拒绝合闸是否因操作不当引起（如控制开关放手太快等），用控制开关再重新合一次。若合闸仍不成功，检查电气回路各部位情况，以确定电气回路是否有故障。检查项目是：合闸控制电源是否正常；合闸控制回路熔断器和合闸回路熔断器是否良好；合闸接触器的触点是否正常；将控制开关扳至“合闸时”位置，看合闸铁芯动作是否正常。如果电气回路正常，断路器仍不能合闸，则说明为机械方面故障，应停用断路器，报告调度安排检修处理。经过以上初步检查，可判定是电气方面，还是机械方面的故障。常见的电气回路故障和机械方面的故障分别叙述如下。1.1电气方面常见的故障若合闸操作前红、绿灯均不亮，说明无控制电源或控制回路有断线现象。可检查控制电源和整个控制回路上的元件是否正常，如：操作电压是否正常，熔断器是否熔断，防跳继电器是否正常，断路器辅助接点接触是否良好等。当操作合闸后绿灯闪光，而红灯不亮，仪表无指示，喇叭响，断路器机械分、合闸位置指示器仍在分闸位置，则说明操作手柄位置和断路器的位置不对应，断路器未合上。其常见的原因有：合闸回路熔断器熔断或接触不良；合闸接触器未动作；合闸线圈发生故障。当操作断路器合闸后，绿灯熄灭，红灯瞬时明亮后又熄灭，绿灯又闪光且有喇叭响，说明断路器合上后又自动跳闸。其原因可能是断路器合在故障线路上造成保护动作跳闸或断路器机械故障不能使断路器保持在合闸状态。若操作合闸后绿灯闪光或熄灭，红灯不亮，但表计有指示，机械分、合闸位置指示器在合闸位置，说明断路器已经合上。可能的原因是断路器辅助接点接触不良，例如常闭接点未断开，常开接点未合上，致使绿灯闪光和红灯不亮；还可能是合闸回路断线或合闸红灯烧坏。操作手把返回过早。操作电压过低，电压为额定电压的80%以下。 1.2机械方面常见的故障传动机构连杆松动脱落。合闸铁芯卡涩。断路器分闸后机构未复归到预合位置。跳闸机构脱扣。合闸电磁铁动作电压过高，使挂钩未能挂住。分闸连杆未复归。机构卡死，连接部分轴销脱落，使机构空合。有时断路器合闸时多次连续做分合动作，此时系开关的辅助常闭接点打开过早。2“拒分”故障的判断与处理断路器的“拒分”对系统安全运行威胁很大，当设备发生故障时，断路器拒动，将会使电气设备烧坏或越级跳闸而引起电源断路器跳闸，使变配电所母线电压消失，造成大面积停电。对“拒分”故障的处理方法如下：根据事故现象，判断是否属断路器“拒分”事故。当出现表记全盘摆动，电压表指示值显著降低，回路光字牌亮，信号掉牌显示保护动作，则说明断路器拒绝分闸。确定断路器故障后，应立即手动拉闸。当尚未判明故障断路器之前而主变压器电源总断路器电流表指示值碰足，异常声响强烈，应先拉开电源总断路器，以防烧坏主变压器。当上级后备保护动作造成停电时，若查明有分路保护动作，断路器未跳闸，应拉开拒动的断路器，恢复上级电源断路器；若查明各分路开关均未动作（也可能是保护拒掉牌），则应检查停电范围内设备有无故障，若无故障应拉开所有分路断路器，合上电源断路器后，逐一试送各分路断路器，当送到某一分路时电源断路器又再跳闸，则可判明该断路器为故障（“拒分”）断路器。这时不应再送该断路器，但要恢复其他回路供电。在检查“拒分”断路器除属可迅速排除的一般电气故障（如控制电源电压过低，或控制回路熔断器接触不良，熔丝熔断等）外，对一时难以处理的电气或机械性故障，均应联系调度，作为停用、转检修处理。对断路器“拒分”故障的分析判断方法如下：1.故障现象 2006年4月，在110kV安岳变电站#2主变增容技改进入后期设备调试阶段时，出现了新安装在10kV段上的7路进出线开关柜中的VD4真空断路器都只能合闸、分闸一次，就失去合、分闸功能了，不管是在高压开关柜上就地合、分闸，还是在主控室微机遥控操作，VD4真空断路器都无任何反应。2.故障原因分析VD4真空断路器适用于以空气为绝缘的户内式开关系统中，只要在正常的使用条件及断路器的技术参数范围内，VD4真空开关就可以满足电网在正常或事故状态下的各种操作，包括合、分和开断短路电流。针对以上故障现象，对高压开关柜二次回路接线检查，发现没有接错的地方。因为所有高压开关柜都是出现同一类问题，会不会是安装接线上的错误。考虑二次回路接线设计的正确性，认真对照CSL216B线路保护装置控制原理图，如图1所示。图1 高压开关柜控制原理图，如图2所示；VD4断路器接线图，如图3所示，进行核审。核审发现高压开关柜厂将VD4真空断路器的CZ4端子接的是+KM，CZ14端子接的是-KM。VD4真空断路器的合闸继电器Y3回路中就串接了防跳继电器KO的常闭接点KO-1和KO-2。CSL216B线路保护装置的合闸出口#7线是接在VD4真空断路器的CZ4端子上，不论是就地或远方合闸一次后，其辅助开关S3的常开触点53、54闭合，接通防跳继电器KO线圈，KO动作后常闭触点KO-1、KO-2断开，切断了合闸继电器Y3回路，使其不能工作。高压真空断路器故障分析与处理2009年01月06日论文天下论文网-摘要对真空断路器在运行中经常出现的一些故障的原因进行了分析，同时给出了现场处理这些故障的方法。 1引言 2常见的真空断路器不正常运行状态 2.1断路器拒合、拒分 表现为在断路器得到合闸(分闸)命令后，合闸(分闸)电磁铁动作，铁心顶杆将合闸(分闸)掣子顶开，合闸(分闸)弹簧释放能量，带动断路器合闸(分闸)，但断路器灭弧室不能合闸(分闸)。 2.2断路器误分 表现为断路器在正常运行状态，在不明原因情况下动作跳闸。 2.3断路器机构储能后，储能电机不停 表现为断路器在合闸后，操动机构储能电机开始工作，但弹簧能量储满后，电机仍在不停运转。 2.4断路器直流电阻增大 表现为断路器在运行一定时间后，灭弧室触头的接触电阻不断增大。 2.5断路器合闸弹跳时间增大 表现为断路器在运行一定时间后，合闸弹跳时间不断增大。 2.6断路器中间箱CT表面对支架放电 表现为断路器在运行过程中，电流互感器表面对中间箱支架放电。 2.7断路器灭弧室不能断开 表现为断路器在进行分闸操作后，断路器不能断开或非全相断开。 3故障原因分析 3.1断路器拒分、拒合 操动机构发生拒动现象时，一般先分析拒动原因，是二次回路故障还是机械部分故障，然后进行处理。在检查二次回路正常后，发现操动机构主拐臂连接的万向轴头间隙过大，虽然操动机构正常动作，但不能带动断路器分合闸联杆动作，导致断路器不能正常分合闸。 3.2断路器误分 断路器在正常运行状态下，在没有外施操作电源及机械分闸动作时，断路器不能分闸。在确认没有进行误操作的情况下，检查二次回路及操动机构。发现操动机构箱内辅助开关接点有短路现象，分闸电源通过短路点与分闸线圈接通，造成误分闸。原因是断路器机构箱顶部漏雨，雨水沿着输出拐臂向下流，正好落在机构辅助开关上，造成接点短路。 33断路器机构储能后，储能电机不停 断路器在合闸后，操动机构储能电机开始工作，弹簧能量储满后，发出弹簧已储能信号。储能回路中串有断路器一对常开辅助接点和一对行程开关常闭接点，断路器合闸后，辅助开关的常开接点接通，储能电机开始工作，弹簧储满能量后，机构摇臂将行程开关常闭接点打开，储能回路断电，储能电机停止工作。储能电机一直工作的原因是在弹簧储满能量后，机构摇臂未能将行程开关常闭接点打开，储能回路一直带电，储能电机不能停止工作。 3.4断路器直流电阻增大 由于真空灭弧室的触头为对接式，触头接触电阻过大在载流时触头容易发热，不利于导电和开断电路，所以接触电阻值必须小于出厂说明书要求。触头弹簧的压力对接触电阻有很大影响，必须在超行程合格情况下测量。接触电阻值的逐渐增大也能反映出触头电磨损情况，是相辅相成的。触头电磨损和断路器触头开距的变化，是造成断路器直流电阻增大的根本原因。 3.5断路器合闸弹跳时间增大 真空断路器合闸时，触头总有些弹跳，但若过大会使触头易烧伤或者熔焊。真空断路器触头弹跳时间技术标准为2ms。随着断路器运行时间的增长，引起合闸弹跳时间增大的主要原因为触头弹簧弹力下降和拐臂、轴销间隙磨损变大。 3.6断路器中间箱CT表面对支架放电 断路器中间箱内装有电流互感器，在断路器运行时，电流互感器表面会产生不均匀电场，为避免这一现象，互感器制造厂在互感器表面涂有一层半导体胶，使得表面电场均匀。在断路器装配过程中，受空间限制，互感器固定螺栓周围的半导体胶被刮落，断路器运行中互感器表面不均匀电场的产生，导致互感器表面对支架放电。 3.7断路器灭弧室不能断开 在正常情况下，无论是手动分闸操作还是保护动作跳闸，断路器均能有效断开电路，切断电流。 真空断路器的灭弧原理与其他型式断路器不同，是指触头在真空中关合、开断的开关设备，也就是利用真空作为绝缘及灭弧介质的断路器。真空泡的真空度下降，真空泡内会有一定的电离现象，并由此产生电离子，使灭弧室内绝缘下降，导致断路器不能正常开断。 4处理方法 4.1断路器拒合、拒分 检查操动机构所有连接部件的间隙，对不合格部件，更换新的高硬度的合格零件。 4.2断路器误分 检查所有可能漏雨点并进行有效封堵；在输出拐臂联杆上安装密封胶套；开启机构箱内的加热驱潮装置。 4.3断路器机构储能后，储能电机不停 调整行程开关安装位置，使得摇臂在最高位置时能将行程开关常闭接点打开。 4.4断路器直流电阻增大 调整灭弧室触头开距和超行程，测量接触电阻的方法可以用规程要求的直流压降法测量(电流要在100A以上)，否则更换灭弧室。 4.5断路器合闸弹跳时间增大 (1)适当增大触头弹簧的初始压力或更换触头弹簧。 (2)若拐臂、轴销间隙超过0.3mm，可更换拐臂、轴销。 (3)调整传动机构，利用机构在合闸位置超过主动臂死点时传动比很少的特点，将机构向靠近死点方向调整，可减小触头合闸弹跳。 4.6断路器中间箱CT表面对支架放电 在互感器表面均匀涂抹一层半导体胶，使得表面电场均匀。 4.7断路器灭弧室不能断开 对于达不到真空度要求值的真空灭弧室的处理，若通过检测真空灭弧室真空度确已降至要求值以下，应更换真空灭弧室。具体步骤如下： (1)对将换上的真空灭弧室须经真空度检测合格。 (2)拆下原真空灭弧室并换上新真空灭弧室。安装时要垂直注意动导电杆和灭弧室同轴度，操作时不应受到扭力。 (3)安装好新真空灭弧室后，应测量开距和超程(接触行程)。若不满足要求应作相应调整：调整绝缘拉杆的螺栓可调整超程；调整动导电杆的长度可调整灭弧室开距。 (4)采用电力开关综合测试仪测量分合闸速度、三相同期性、合闸弹跳等机械特性，若不合格应作调整。 5结束语 本文从真空断路器运行中出现的一些不正常状态着手，阐述一些故障分析和处理方法，是在工作中对真空断路器方面的技术积累。在今后工作中还需不断学习，不断创新，使电力系统中电气设备始终处于良好的运行状态，为安全优质供电作出贡献。