某起110KV高壓斷路器合閘拒動事故的原因分析

肖富貴

摘 要：高壓斷路器用于接通和分?jǐn)嚯娖鳎?fù)責(zé)設(shè)備的保護(hù)。而電氣設(shè)備不管是在空載、荷載，或者短路故障情況下，都需保證可靠工作。本文對某起110KV高壓斷路器合閘拒動事故的原因進(jìn)行分析，提出了110KV高壓斷路器合閘事故的處理，僅供參考。

關(guān)鍵詞：110KV 高壓斷路器 合閘拒動事故

110KV高壓斷路器合閘拒動事故屬于電力行業(yè)比較常見的問題。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平與管理水平提高，110KV高壓斷路器合閘拒動的現(xiàn)象還會時常發(fā)生。而斷路器拒動會威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。尤其是電氣設(shè)備，一旦發(fā)生故障，就會出現(xiàn)斷路器拒動，使電氣設(shè)備造成損壞，出現(xiàn)越級跳閘事故，導(dǎo)致電源斷路器跳閘及變電站的母線失壓，進(jìn)而導(dǎo)致主變壓器停運(yùn)，有時甚至還會造成局部停電。

一、斷路器結(jié)構(gòu)與動作

斷路器由觸頭分與合的動作實現(xiàn)開斷和閉合電路目的，所有過程一定要依靠機(jī)械操動系統(tǒng)來進(jìn)行。斷路器和操動機(jī)構(gòu)構(gòu)成關(guān)系，如圖1所示。

操動機(jī)構(gòu)由手動或者電動的方式完成合閘，而合閘能量可以轉(zhuǎn)變成電磁能和彈簧的位能及重力位能等，可以促動斷路器的動作。提高斷路器結(jié)構(gòu)與傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械性能，一旦機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，就會使斷路器發(fā)生拒動，而電磁操動機(jī)構(gòu)是由螺管電磁鐵執(zhí)行動作，電磁鐵線圈電壓與電流可以說是影響電磁鐵處理能力重要的因素[1]。

二、分析斷路器的拒動原因

斷路器拒動原因一般為兩種。一種是電氣回路或者元件故障，另一種為機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)或者部件的故障。

電氣故障包括控制回路斷線、跳閘回路的各元件，例如：控制斷路器的觸頭和斷路器的操動機(jī)構(gòu)對觸頭進(jìn)行輔助，防止繼電器與繼電保護(hù)發(fā)生跳閘或者回路接觸不良。當(dāng)跳閘的回路發(fā)生斷線或者跳閘的線圈被燒壞時，繼電的保護(hù)整定值也會不正確，而直流電壓太低，低于額定的電壓80%以下[2]。

機(jī)械故障包括很多種形式，跳閘鐵心動作的沖擊力缺乏即為其中一類，如鐵心卡滯和跳閘鐵心的脫落，一旦觸頭出現(xiàn)焊接或者機(jī)械的卡滯，在傳動的部分就會發(fā)生故障，例如：銷子脫落等問題，導(dǎo)致這些故障的原因可以從以下幾個方面進(jìn)行分析：

1、操作電源的原因。當(dāng)操作機(jī)構(gòu)對回路進(jìn)行控制，受到熔絲熔斷無直流電源的影響，操作機(jī)構(gòu)無法實現(xiàn)分閘，還會受到直流電源與電壓的影響，會低于分閘線圈使用范圍，導(dǎo)致分閘時有動作，卻根本不能順利實現(xiàn)分閘。

2、輔助開關(guān)觸頭的原因。一般觸頭出現(xiàn)接觸不良或者接點的粘連，都會導(dǎo)致操作機(jī)構(gòu)無法正常進(jìn)行分閘。

3、分閘線圈的原因。如果由于分閘線圈在操作次數(shù)上使用過多，導(dǎo)致溫度過高而燒毀，或者由于分閘后線圈的內(nèi)部銅套并不圓，或者不光滑、有毛刺等狀況都會產(chǎn)生卡阻，影響操作機(jī)構(gòu)的順利分閘。

4、分閘鐵心被剩余磁吸附，或者掛于周圍凸緣的原因，都會導(dǎo)致操作機(jī)構(gòu)無法順利實現(xiàn)分閘[3]。

5、如果定位螺栓發(fā)生變位的松動等原因。這種故障會導(dǎo)致限位半軸和扇形板無法實現(xiàn)有效的咬合，導(dǎo)致合閘的狀態(tài)無法保持，最終使操作機(jī)構(gòu)無法實現(xiàn)動作。

6、連板軸孔的磨損和銷孔過大等原因，也會導(dǎo)致傳動機(jī)構(gòu)的變位，導(dǎo)致軸銷的竄出，還會導(dǎo)致聯(lián)桿的斷裂與開焊，最終影響操作機(jī)構(gòu)無法實現(xiàn)順利分閘。

以某起110KV高壓斷路器合閘拒動的操作為例，當(dāng)運(yùn)行人員將操作機(jī)構(gòu)的后門打開，會發(fā)現(xiàn)有煙霧出現(xiàn)，這就說明了分閘線圈被燒毀，可以通過手動機(jī)構(gòu)來成功分閘。修理與調(diào)試工作人員也要通過對這起高壓斷路器進(jìn)行試驗與檢查，檢查的重點在于斷路器的機(jī)械特性與最低動作電壓等方面的試驗。由試驗可以發(fā)現(xiàn)，某起110KV高壓斷路器分閘線圈最低電壓的設(shè)計值很高，在裝好斷路器之后，最低動作電壓已經(jīng)超出了標(biāo)準(zhǔn)值。對斷路器機(jī)構(gòu)與分閘線 圈進(jìn)行調(diào)整，將最低動作電壓調(diào)整到符合標(biāo)準(zhǔn)的要求[4]。

由于分閘線圈動作電壓具有很大分散性的特點，會受到溫度的影響。分閘線圈最低動作電壓偏高，當(dāng)電磁鐵頂開了斷路器分閘的脫扣機(jī)構(gòu)后，就存在著分散性，有時分閘線圈帶電，電磁鐵運(yùn)動的力量就不能克服分閘和脫扣機(jī)構(gòu)阻力，導(dǎo)致分閘線圈在長時間出現(xiàn)帶電與燒毀的情況，引發(fā)斷路器的拒分。

某起110KV的斷路器出現(xiàn)操作機(jī)構(gòu)的拒動，經(jīng)檢查后可以發(fā)現(xiàn)，斷路器處于合閘的狀態(tài)，監(jiān)視運(yùn)行的紅燈也處于亮的狀態(tài)，可以手動把斷路器進(jìn)行多次的分閘與合閘，使傳動機(jī)械可以順利的完成分閘與合閘，使操作機(jī)構(gòu)保證正常的儲能。進(jìn)行分閘與合閘的線圈檢查時，要檢查線圈外觀是否發(fā)生嚴(yán)重的銹蝕情況，可以手動在2個分閘線圈，保證鐵心不會發(fā)生卡死的動作。將2個分閘線圈進(jìn)行拆除解體的檢查，可能發(fā)現(xiàn)主分閘的線圈電阻處于4.3Ω，在線圈的內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的膨脹和變形，導(dǎo)致鐵心卡死，完全無法動作，而副分線圈的電阻是74.6Ω，當(dāng)副分線圈的內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重的膨脹變形時，動鐵心也發(fā)生卡死，無法正常動作。

要分析110KV高壓斷路器拒動的原因，就要檢查好線圈的材料與質(zhì)量，而動鐵心會出現(xiàn)卡死，導(dǎo)致操作機(jī)構(gòu)無法順利分閘。

某起110KV高壓斷路器發(fā)生拒動，經(jīng)過檢查可以發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械與后臺的指示燈都處于合閘的狀態(tài)下，分閘的線圈可以通過二次引線處流膠。而線圈過熱時，進(jìn)行分閘動鐵心的動作就會發(fā)生卡滯，將分閘線圈進(jìn)行拆解檢查，發(fā)現(xiàn)主分閘線圈的電阻是0，而動鐵心完全卡死，無法動作。這時的線圈漆包線也由于過熱而被燒壞。此時使用備用的分線圈電阻是112Ω，處于正常狀態(tài)，而動鐵心的動作保持正常。

三、110KV高壓斷路器合閘拒動故障的處理

1、110KV高壓斷路器在合與分的過程中，一旦發(fā)生異常的現(xiàn)象，就要及時做好故障的處理，才能保障電力設(shè)備在帶電狀態(tài)下的安全運(yùn)行。而變電站的檢修工作人員也要配合好廠家的工作，打開110KV高壓斷路器的滅弧室，可以發(fā)現(xiàn)斷路器的滅弧室在熱膨脹的氣缸抱死，只有通過外力才能在現(xiàn)場打開，完成熱膨脹氣缸滑環(huán)的更換后，再次進(jìn)行檢查，保持110KV高壓斷路器的正常動作[5]。

2、110KV高壓斷路器在合與分的過程中很容易出現(xiàn)各種異?，F(xiàn)象，而異?，F(xiàn)象數(shù)據(jù)和故障都要經(jīng)過分析，對故障及時處理，才能確定由于斷路器滅弧室的熱膨脹出現(xiàn)氣缸抱死，導(dǎo)致110KV斷路器合分的過程中發(fā)生異常。

按照制造商提供110KV斷路器的說明書，對斷路器進(jìn)行分合閘的操作機(jī)構(gòu)可以分析出滅弧室膨脹氣缸抱死影響斷路器合閘操作機(jī)構(gòu)的動作影響，影響一般較小，而主要原因就是滅弧室的熱膨脹氣缸太緊，使合閘與分閘無法達(dá)到限定的位置，使分合閘連桿行程縮短，這就會導(dǎo)致斷路器在合閘后，彈簧不具備儲能，分閘彈簧儲能處于合閘狀態(tài)下，將合閘驅(qū)動塊的位置處于偏上，保持?jǐn)嗦菲鬏敵鲞B桿的連接，可以和儲能進(jìn)行子連接，使合閘保持限制的死位，控制斷路器處于合閘狀態(tài)下，無法進(jìn)行分閘的操作。所以，斷路器在合與分的過程中，就會發(fā)生很多異常的現(xiàn)象，一般會維持8-9秒，這時的斷路器在合閘彈簧的機(jī)構(gòu)儲能就完全結(jié)束了，而儲能可以有效保護(hù)擎子與合閘彈簧機(jī)構(gòu)凸輪的連接，可以推動斷路器在合閘驅(qū)動時離開死位，可以保障斷路器完成分閘的操作[6]。

結(jié)束語：

綜上所述，110KV高壓斷路器屬于變電所重要電力控制的設(shè)備，有著滅弧的特點，如果系統(tǒng)處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，可以切斷與接通線路和電氣設(shè)備空載、負(fù)載的電流。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，斷路器可以與繼電器共同進(jìn)行保護(hù)配合，可以迅速的切斷發(fā)生故障的電流，有效防止事故范圍的擴(kuò)大。所以，110KV高壓斷路器的工作運(yùn)行狀態(tài)會直接影響電力系統(tǒng)安全的運(yùn)行，只有做好斷路器拒動現(xiàn)象的處理，才能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]周武仲.電力設(shè)備維修診斷與預(yù)防性試驗[M]. 2版.北京：中國電力出版社， 2010.

[2]盧迪勇，羅偉明，闞濤.防止合閘、跳閘線圈燒壞的反事故措施[J].廣東電力，2010，23（2）：64-66.

[3]王林川.發(fā)電廠電氣部分[M].成都：西南交通大學(xué)出版社， 2011.

[4]宋麗華.斷路器拒動后應(yīng)采取的措施及其改進(jìn)建議[J].廣東輸電與變電技術(shù)，2012（6）：34-35.