浅谈断路器合闸线圈烧毁故障分析及对策

【摘要】本文首先针对断路器合闸线圈烧毁的故障原因进行了深入分析，总结了6种比较重要的原因，进而，针对其中3种最为关键的原因提出了解决对策。然后，本文结合具体的实例，具体分析了故障出现时候的分析过程和处理对策。

【关键词】断路器；合闸线圈；烧毁故障；对策

中图分类号：TM561 文献标识码： A

一、前言

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。

二、断路器合闸线圈烧毁故障的原因分析

通过笔者多年的实践总结，通过深入研究，发现导致断路器合闸线圈烧毁故障主要有以下六大原因：

1、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不足，主触点产生拉弧，合闸接触器的主触点接触电阻增大，间接的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，铁芯不能正常动作，合闸线圈过载而烧毁。

2、辅助开关行程位置不当：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动断延时触点串联。合闸后，辅助开关触点自动切断合闸回路，辅助触点打不开或拉弧，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、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接配合不好，以及由于防护闭锁机构未动作，顶点调的偏高，导致断路器拒合闸，使合闸铁芯过载，引起合闸线圈烧毁。

4、保护控制装置故障：合闸指令是由保护控制装置发出的，若保护装置内的合闸继电器发生故障，或合闸控制回路辅助开关触点动作行程较长，造成合闸指令不能及时退出，就会使合闸线圈长时间带电而烧毁。

5、合闸电源容量下降：合闸电源容量下降，使合闸瞬间合闸线圈两端电压低于额定电压80%而烧毁。

6、合闸控制回路的导线电阻偏大：合闸控制回路的导线电阻偏大，使合闸瞬间合闸线圈两端电压低于额定电压80%而烧毁。

三、断路器合闸线圈烧毁故障的对策分析

上文论述的第1、2、3条为主要原因，4、5、6为非要因。因此，就针对以上三点主要原因制定以下对策：

1、合闸接触器故障处理：根据数据统计，由于辅助接点打不开或拉弧合闸接触器通过重合闸回路自保持造成合闸线圈烧毁的数量占一半，又是合闸接触器通过绿灯回路自保持，例如在35KV店投变电站调试过程中就发生过这种通过绿灯回路自保持烧毁合闸线圈现象，取下合闸保险手动操作合闸后我们测的合闸接触器线圈两端降压26V左右，用试验箱测试合闸接触器返回电压为22V，也就是说合闸后合闸接触器线圈两压降高于其返回电压而自保持，因此我们对断路器合闸回路进行理论计算。算出其在合闸接触器压降为26V，然后对每台断路器合闸接触器进行调整，使其返回电脑高于通过路灯回路自保持压降一定得数值，这样即使合闸瞬时辅助接点打不开，合闸接触器也能返回，从而避免合闸线圈烧毁，同时，要调整拐臂与连杆尺寸，保证合闸后辅助接点断开距离不小于2mm。

2、辅助开关行程位置不当处理：辅助开关切换不正常或切换距离太小不能灭弧。在统计数字中，由于辅助开关切换比正常而造成分闸线圈的烧毁的数量占24%以上。对辅助开关，在断路器分合闸时，其拐臂应转动90°角，拐臂与连杆尺寸调整不当，造成辅助开关切换不正常或切换距离不够，我们在检修时我们发现拐臂和连杆在合闸时进入“死区”，分闸后，拐臂不回位，造成辅助接点打不开，因此调整了拐臂与连杆尺寸，避免进入“死区”，同时保证合闸后有足够断开距离。

3、断路器机构故障处理：分合闸操作电压的高低与“死点”位置高点有密切关系。如果定位螺杆调整过高“死点”下移过少，机构处于不稳定状态，受外界震动时可能发生误会，合闸时连扳突起，破坏“死区”位置，使传动机构滚子从合闸顶杆滑脱，合闸不成功，定位螺杆调整太低，“死点”下移过多，会造成机构分闸拒动，我们的处理方法是：将螺杆调整到110%额定电压能合闸，65%额定电压又能顺利分闸为止，根据经验，脱扣机构“死区”一般下调0.7mm~1.2mm即可满足要求。

四、断路器合闸线圈烧毁案例和原因分析

某电站在倒闸操作时经常出现断路器合闸线圈烧毁的异常现象。利用手动同期开关合上开关并网发电时,多次发生开关合闸线圈、开关操作机构本体二次控制回路端子排及二次接线烧毁现象,有时在合闸操作完成后仍可看到合闸接触器HC在励磁状态无法返回。开关二次控制回路原理见图1。

通过对开关二次控制回路的所有外部接线认真检查,确认该回路中不存在寄生回路。从图1分析,如果合闸回路的辅助触点1DL在合闸操作完成后仍无法正确断开,此时能提供合闸脉冲的途径有三条:操作箱RTC6插件板中存在寄生回路；④控制开关KK接入合闸回路的一对触点在合闸操作已经完成,KK把手返回之后仍断不开；操作箱RTC3插件板中存在寄生回路。在确认控制开关KK接入合闸回路的一对触点动作良好的情况下,将怀疑重点放在RTC3插件板。经过认真检查发现,RTC3插件板中的a、b两点是连通的。当进行合闸操作时,控制开关KK的、④触点接通,使继电器K2励磁,K2的开接点闭合,将正电源经a、b两点引入合闸回路；当合闸操作完成后,如果辅助触点1DL无法正确断开,虽然KK把手已经返回,但经正电源-K2的开接点-a-b-K11的闭接点-K12的闭接点-K2-1DL-HC-QEB的闭接点-负电源而使合闸接触器HC一直励磁。

由此可以看出，开关经过多次分、合闸操作,辅助开关1DL机械位置容易发生偏移,使触点动作不到位,这是引起合闸线圈烧毁的直接原因。RTC3插件板的原理设计存在问题,为故障的引发埋下了隐患。

图1开关二次控制回路原理接线图

五、故障处理

为保证安全生产,避免扩大事故范围,针对设备存在的问题采取如下处理措施:

1、将RTC3插件板中a、b两点之间的连线摘除。连线摘除后,取消了合闸脉冲的保持功能,但不影响防跳继电器TBJ的防跳跃保持功能。

2、加强开关的检修工作,注意对断路器辅助开关的检修,防止转换开关动作不到位或接触不良等引起断路器的拒动。

3、进行控制回路改进:在合闸接触器HC上并联一个中间继电器,将其常闭触点ZJ串入控制回路,如图2所示。控制回路经改进,当合闸脉冲发出后,合闸接触器HC和中间继电器ZJ同时带电。中间继电器ZJ经一个延时后打开其常闭触点ZJ,直接断开控制回路,使合闸接触器HC失电,合闸接触器HC触点返回。采用中间继电器的原因是其触点容量大,断流能力强,可长期、频繁开闭回路电流,不会造成触点起毛、粘连。而时间继电器相对触点断流能力弱。中间继电器ZJ可采用JZB一IOB系列静态保持中间继电器,其性能如下:JZB一11B为电压动作,电流保持的中间继电器,继电器的触点能断开电压不超过250V、电流不超过1A、容量为50W的有感负荷的直流电路,触点应可靠动作5000次。主触点长期允许通过电流为5A。

图2断路器控制回路简图

4、直接采用HWXB—A型断路器线圈保护,经过一个固定的延时时间,强迫分断线圈电流,保证回路安全。

六、结束语

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。

【参考文献】

[1]FHB-G型断路器分合闸线圈保护装置说明书.成都:成都智达电力自动控制有限公司,2011.

[2]静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T478-2001.北京:北京电力出版.

[3]张宗伟.真空断路器合闸线圈烧毁故障处理及对策[J].高压电器,2010.12.

[4]周军伟.一起VD4真空断路器合闸线圈烧毁事故的反思[J].广西电力,2011.

[5]周军伟,丁周松,赵炳成.VD4真空断路器合闸线圈烧毁故障分析[J].电工技术,2012,01:1-2.