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油开关发生拒动及火灾爆炸原因分析及检修

前言：针对高压断路器运行中存在的拒绝合闸、拒绝跳闸、误合闸、误跳闸及火灾爆炸等故障,从电气和机械两方面对故障原因进行分析判断,以提升高压断路器维护检修水平,保证电力系统稳定运行。
关键词:电弧、遮断容量、短路容量、爆炸、卡涩
高压断路器故障发生次数统计数据中发现，电气回路故障占总故障发生比例约为90%。造成危害最大的是油开关火灾爆炸。
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开关拒动
一、分闸线圈长时间通电的原因

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。

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。

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，断路器将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，常常出现拉弧现象，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，或是线经过细造成电阻偏大，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一般的常开接点，常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。
(2) 固定好分闸线圈，常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，常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

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。

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坚持，合闸线圈长时间带电而被烧毁。

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够，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80％额定电压。

(1)强化合闸接触器的检查、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。
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强化管理，就可以减少此类事故发生的机率。
油开关发生火灾爆炸的原因：
油开关分多油开关和少油开关两种，主要由油箱、触头和套管组成。触头全部沉浸在绝缘油中。多油开关中的油起灭弧作用和作为开关内部导电部分之间及导电部分与外壳之间的绝缘，少油开关中的油仅起灭弧作用。造成油开关火灾和爆炸的原因大致有以下6种：
1．油开关油面过低时，使油开关触头的油层过薄，油受电弧作用而分解释放出可燃与体，这部分可燃气体进入顶盖下面的空间，与空气混合可形成爆炸性气体，在高温下就会引起燃烧、爆炸。
2．油箱内油面过高时，析出的气体在油箱内较小空间里会形成过高的压力，导致油箱爆炸。
3．油开关内油的杂质和水分过多，会引起油开关内部闪络。
4．油开关操作机构调整不当，部件失灵，会使开关动作缓慢或合闸后接触不良。当电弧不能及时切断和熄灭时，在油箱内可产生过多的可燃气体而引起火灾。
5．油开关遮断容量对供电系统来说是很重要的参数。当遮断容量小于供电系统短路容量时，油开关无能力切断系统强大的短路电流，电弧不能及时熄灭则会造成油开关的燃烧和爆炸。
6．油开关套管与油开关箱盖、箱盖与箱体密封不严，油箱进水受潮，油箱不清洁或套管有机械损伤，都可能造成对地短路，从而引起油开关着火或爆炸。
关于油开关的检修，应重点注意以下4个方面：
1.油断路器的转动部分应灵活，严禁卡涩及变形。油断路器的灭弧系统要安装合理到位，上下不要错位，且灭弧室应无电弧烧伤开裂现象，中心孔径直径应符合质量要求。
2.静触头的方位要安装正确。静触头的引弧触指的铜钨合金块烧损不能严重(烧损大于三分之一的有效面积应改换)。动触头的行程要符合规程的要求。动触头表面平滑平直，镀银层完好，铜钨合金头应拧紧，触头不能严重烧损。
3. 油开关的三相不同期距离要小于规程要求。断路时间及合闸时间要符合规程要求。跳闸连杆要调整合理，使油断路器能坚持着所需的工作状态，且能可靠跳闸。
4.绝缘筒应完好，不变型，胶木环完整。断口各部密封垫圈完好，不渗油。触指弹片应完好，接触压力适应，弹片定位可靠。触座上的逆止阀优良，动作灵巧。
以上4点是油断路器检修中应确实注意的，它是保证电力系统安全运行的条件。所以关于油断路器的检修应绝对细心，才只有这样才能保证电力系统的人身和设备安全。总之，油开关运行时，油面必须在油标指示的高度范围内。假设发现异常，如漏油、渗油、有不正常声音等应马上采用措施必要时可停电检修严禁在油开关存在各种缺陷的状况下强行送电运行。
纵观多次的高压断路器操作机构运行故障，我们认为，正确记录并及时统计高压断路器的动作次数，依据安全运行规程的要求，对其进行全面试验、检修，并严格按照试验周期进行设备预防性试验，全面提升高压断路器及配套设备的健康水平，才是真正解决高压断路器故障、保证高压断路器稳定可靠运行的坚实基础，同时也是提升供电可靠性的重要因素之一。
论述人：程静
2021年5月15日