變電站10千伏斷路器電磁操作機構(gòu)運行故障分析與處理探討

唐海浪，周 健，秦傳明

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司湘潭供電分公司，湘潭 411100）

1 引言

斷路器是電網(wǎng)重要的設(shè)備，其起著開、合電氣設(shè)備和在事故狀態(tài)下斷開事故設(shè)備，盡可能減少對電網(wǎng)沖擊的作用。電磁式操作機構(gòu)因具有結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠性高等特點，在早期的10kV斷路器中得到廣泛應(yīng)用，多年檢修工作實踐表明，斷路器電磁式操作機構(gòu)中常出現(xiàn)合閘和跳閘線圈燒毀，對斷路器動作的可靠性構(gòu)成威脅，故有必要結(jié)合相關(guān)試驗報告和參考數(shù)據(jù)，對斷路器電磁操作機構(gòu)運行故障進行分析。

2 變電站10kV斷路器電磁操作機構(gòu)運行故障現(xiàn)場情況

2.1 設(shè)備信息

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，此變電站的10kV 314斷路器操作機構(gòu)為電磁操作機構(gòu)，型號為CD17A-I，額定合閘電壓為DC220V，額定合閘電流為99A，額定分閘電壓為DC220V，額定分閘電流為1.9A，于2001年8月生產(chǎn)，出廠編號為10260，投運日期為2002年9月。

2.2 現(xiàn)場處理情況

現(xiàn)場打開314斷路器操作機構(gòu)蓋板，發(fā)現(xiàn)輔助開關(guān)、合閘線圈接線板損毀嚴(yán)重，有明顯起火燃燒現(xiàn)象，控制回路電纜燒損嚴(yán)重；用萬用表檢查該機構(gòu)合閘線圈、分閘線圈，發(fā)現(xiàn)均已短路，分閘線圈存在短路燒損情況繼續(xù)檢查該機構(gòu)合閘保險，發(fā)現(xiàn)保險已經(jīng)熔斷，現(xiàn)場配置的保險為60A，保險固定板有明顯燒灼痕跡。

現(xiàn)場檢查可知，機構(gòu)內(nèi)部電氣元件損毀嚴(yán)重，合閘線圈、分閘線圈均已短路，輔助開關(guān)、合閘線圈接線板、合閘保險底座燒損，合閘保險熔斷，控制回路二次線破壞嚴(yán)重，現(xiàn)場維修需要耗費很長時間，同時由于該機構(gòu)屬老舊設(shè)備，相關(guān)備品備件不完善，如需短時間內(nèi)恢復(fù)314斷路器機構(gòu)，只有將備用318斷路器機構(gòu)整體拆下移至314斷路器。

在將314、318斷路器轉(zhuǎn)檢修后，分別拆下314、318斷路器機構(gòu)，將原318斷路器機構(gòu)安裝至314斷路器，下午5時，314斷路器新機構(gòu)安裝調(diào)試完畢，電動、手動分合恢復(fù)正常，完成本次檢修工作。

3 變電站10kV斷路器電磁操作機構(gòu)運行故障原因分析

本事件中，損壞元器件（分閘線圈、合閘線圈、合閘保險、合閘接線板、輔助開關(guān)等）較多，分別位于斷路器合閘回路與分閘回路，結(jié)合CD17A-I控制回路原理圖（如圖1所示），對損毀機構(gòu)拆解進行原因分析。

3.1 分閘回路故障分析

在完成電流Ⅲ段保護跳閘后，314斷路器未再次進行分閘動作，故可確定分閘線圈（TQ）是在進行保護跳閘時燒損短路的。該機構(gòu)分閘回路的切斷主要是通過輔助開關(guān)（DL2）實現(xiàn)，當(dāng)開關(guān)完成分閘動作后，輔助開關(guān)自動將分閘回路斷開。調(diào)取相關(guān)保護信息，可發(fā)現(xiàn)開關(guān)跳閘時，輔助開關(guān)切換順利，無延時卡澀現(xiàn)象。

圖1 CD17A-I控制回路原理

該操作機構(gòu)的使用年限已有14年，距上次檢修也有6年時間，結(jié)合現(xiàn)場信息判斷，TQ燒損是主要是由于線圈存在老化，內(nèi)部絕緣降低明顯，當(dāng)分閘回路接通后，在完成分閘動作的同時，內(nèi)部瞬間短路，造成線圈燒損。當(dāng)分閘順利完成后，輔助開關(guān)將分閘回路切斷，未在分閘回路中造成進一步影響。

3.2 合閘回路故障分析

本事件中，合閘回路損毀最為嚴(yán)重。仔細(xì)檢查損毀原件，發(fā)現(xiàn)燒毀最嚴(yán)重的部位是合閘接線板（JZ1、JZ2）、輔助開關(guān)以及該位置的二次電纜，其中輔助開關(guān)只有下部靠接線板位置有燒損，上部并未有燒損跡象。根據(jù)拆解情況可確定，輔助開關(guān)及其下部接線燒損是由于合閘線圈接線板嚴(yán)重發(fā)熱導(dǎo)致的，并非由于輔助開關(guān)內(nèi)部故障引起。

將合閘線圈拆下，發(fā)現(xiàn)線圈已經(jīng)完全燒黑，線圈引線有燒毀跡象；在機構(gòu)下部外殼上，發(fā)現(xiàn)有兩處復(fù)合材料受熱溶流痕跡，位于接線板下部和合閘線圈引線位置；合閘線圈保險底座已被擊穿。

4 變電站10kV斷路器電磁操作機構(gòu)運行故障處理

（1）314斷路器投運時間較長，距離上次檢修時間也有6年時間，為避免類似事件的發(fā)生，建議適當(dāng)縮短老舊設(shè)備的檢修周期。

（2）對于公司在運電磁機構(gòu)，對控制回路配置保險進行全面排查，防止保險誤配，并加強與運維人員溝通，避免更換錯誤數(shù)值的保險。

（3）加強備品備件的管理，特別需要對老舊設(shè)備備品備件進行全面統(tǒng)計，建立完善的備品備件儲備管理制度，提高檢修效率。

（4）在進行斷路器檢修時，應(yīng)加強對控制回路的檢修，加強控制回路絕緣檢查與線圈電阻測量，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)束語

綜上所述，10kV斷路器在我國各變電站中得到了廣泛應(yīng)用，有效保障了配電網(wǎng)電氣設(shè)備的運行安全，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。本文主要對10kV斷路器電磁操作機構(gòu)存在的幾個問題，提出了一些針對性的建議和想法，雖然在具體使用過程中產(chǎn)生了一些故障問題，但及時對出現(xiàn)的故障進行解決，可有效保障10kV斷路器的安全使用。

[1] 韓少衛(wèi)，姚暉，蘇建明等.一起10kV并聯(lián)電容器組斷路器異常跳閘分析[J].電力電容器與無功補償，2015，36（4）：18-21.