某電廠10kV真空接觸器分閘故障分析

摘 要：對(duì)某電廠一起10 kV真空接觸器分閘故障的檢查經(jīng)過(guò)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，結(jié)合故障現(xiàn)象分析了造成分閘故障的原因，并提出了有針對(duì)性的防范措施，對(duì)使用同類真空接觸器的電廠具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：真空接觸器;分閘故障;原因分析;防范措施

0 引言

高壓真空接觸器有著開(kāi)斷速度快，可頻繁操作，不易形成電弧復(fù)燃，機(jī)械壽命長(zhǎng)，檢修維護(hù)量相對(duì)較小等優(yōu)點(diǎn)[1]，但如果真空接觸器發(fā)生分閘故障，則會(huì)給被保護(hù)設(shè)備帶來(lái)較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，甚至發(fā)生設(shè)備、人身安全事故。

下面針對(duì)某電廠發(fā)生的一起10 kV真空接觸器分閘故障的檢查經(jīng)過(guò)進(jìn)行詳細(xì)介紹，結(jié)合故障現(xiàn)象對(duì)分閘故障的原因進(jìn)行分析，并提出有針對(duì)性的防范措施。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介[2]

某電廠10 kV真空接觸器是由通用電氣設(shè)備公司生產(chǎn)的三相交流戶內(nèi)控制電氣設(shè)備，采用模塊疊加式總體結(jié)構(gòu)布局，主要由交流高壓真空接觸器、熔斷器、底盤車和其他輔助元件組成。

該型真空接觸器動(dòng)作原理如下：接觸器合閘時(shí)，合閘電磁鐵通過(guò)操作機(jī)構(gòu)使接觸器合閘，并由機(jī)械合閘鎖扣裝置使接觸器保持合閘狀態(tài)，同時(shí)將分閘彈簧壓縮，為分閘做準(zhǔn)備;分閘時(shí)，分閘電磁鐵動(dòng)作使合閘鎖扣裝置解扣，由分閘彈簧操作機(jī)構(gòu)完成分閘。

2 事件經(jīng)過(guò)

某日，運(yùn)行人員在執(zhí)行#8甲帶式輸送機(jī)停運(yùn)操作時(shí)發(fā)現(xiàn)通過(guò)DCS無(wú)法將設(shè)備停運(yùn)，監(jiān)控裝置#8甲帶式輸送機(jī)“控制電源消失”報(bào)警發(fā)出。

就地檢查#8甲帶式輸送機(jī)開(kāi)關(guān)柜控制電源空開(kāi)跳閘，真空接觸器本體位置有焦煳味，判斷真空接觸器分閘線圈燒損。經(jīng)運(yùn)行專工許可，使用絕緣桿將真空接觸器本體機(jī)械分閘，#8甲帶式輸送機(jī)停運(yùn)。

3 檢查經(jīng)過(guò)

（1）將真空接觸器本體拖出后，測(cè)量直流電源回路、外部控制回路絕緣為500 MΩ（直流電源回路絕緣標(biāo)準(zhǔn)≥10 MΩ，操作回路、保護(hù)回路絕緣標(biāo)準(zhǔn)≥1 MΩ），絕緣合格。

（2）檢查分閘電磁鐵鎖扣滾子與合閘電磁鐵的合閘鎖扣間[3]無(wú)明顯卡澀痕跡，分閘彈簧間未見(jiàn)異物及明顯形變。檢查分閘電磁鐵絞軸有輕微彎曲變形，如圖1所示。

（3）拆下分閘單元檢查，分閘線圈表面絕緣層燒焦，如圖2所示，測(cè)量真空接觸器分閘線圈直阻∞（正常值9.5～10 Ω），判斷分閘線圈燒損斷線。

（4）測(cè)量KM2分閘接觸器接點(diǎn)阻值，在10～41.8 Ω范圍內(nèi)變化。

（5）更換分閘線圈后進(jìn)行機(jī)械特性試驗(yàn)，分合閘5次特性均合格，但分閘時(shí)間不穩(wěn)定，在18～51 ms范圍內(nèi)變化，如表1所示。

4 原因分析

（1）#8甲帶式輸送機(jī)控制電源空開(kāi)跳閘的原因：真空接觸器分閘線圈長(zhǎng)期帶電，線圈過(guò)熱導(dǎo)致絕緣損壞，絕緣損壞后首先發(fā)生匝間短路，回路電流突增，導(dǎo)致空開(kāi)過(guò)流跳閘。

（2）真空接觸器分閘線圈長(zhǎng)期帶電原因分析：

1）分閘線圈制造質(zhì)量工藝原因，造成長(zhǎng)期分閘后線圈本體軸向膨脹，阻礙合閘機(jī)構(gòu)脫扣，導(dǎo)致線圈長(zhǎng)期帶電燒損。

將燒損線圈與備品線圈進(jìn)行對(duì)比（圖3），軸向高度基本一致，排除該原因。

2）真空接觸器分閘電磁鐵絞軸在長(zhǎng)期分閘電磁力作用下發(fā)生輕微彎曲變形，存在分閘回路接通后機(jī)構(gòu)卡澀，分閘線圈長(zhǎng)期帶電燒損的可能。從機(jī)械特性分閘時(shí)間不穩(wěn)定來(lái)看，該因素是存在的。

3）分閘控制回路電壓降較大，導(dǎo)致電壓達(dá)不到線圈分閘電壓的動(dòng)作值，使分閘線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電燒損[4]。

該型真空接觸器分閘回路（圖4）串接KM2的兩對(duì)輔助觸點(diǎn)，在分閘回路接通后，KM2的輔助觸點(diǎn)閉合，分閘線圈得電后吸合分閘機(jī)構(gòu)，分閘滾子與合閘鎖扣脫開(kāi)完成分閘。經(jīng)測(cè)量，KM2觸點(diǎn)的接觸電阻為10～41.8 Ω，分閘直阻為9.6 Ω，經(jīng)輔助觸點(diǎn)分壓，分閘線圈電壓在20～54 V范圍達(dá)不到分閘線圈最低可靠動(dòng)作電壓值[5]（71.5 V），導(dǎo)致分閘線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電但無(wú)法分閘，線圈燒損。

綜上，分析該型真空接觸器分閘失敗的原因?yàn)椋悍珠l回路接通瞬間分閘機(jī)構(gòu)卡澀，分閘線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電損壞;或者分閘控制線圈電壓降較高，電壓已經(jīng)達(dá)不到線圈分閘電壓的動(dòng)作值[5]，造成分閘線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電燒損。

5 防范措施

做好真空接觸器設(shè)備的定檢定修及隱患排查工作。

（1）結(jié)合設(shè)備檢修檢查真空接觸器分閘機(jī)構(gòu)有無(wú)變形等異常，對(duì)分合閘機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤(rùn)滑;嚴(yán)格按預(yù)試規(guī)程及反措要求進(jìn)行電氣試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析比對(duì)，如有試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常必須查明原因并處理合格，之后真空接觸器方可投運(yùn)。

（2）結(jié)合設(shè)備檢修對(duì)真空接觸器分閘、合閘回路輔助接點(diǎn)接觸電阻進(jìn)行測(cè)量，如阻值偏大或阻值不穩(wěn)定，則進(jìn)行檢修或更換處理。

6 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)一起10 kV真空接觸器分閘故障的檢查經(jīng)過(guò)、原因分析及防范措施進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對(duì)后期預(yù)防該類事件的發(fā)生具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 王春麗.高壓真空接觸器故障原因分析及預(yù)防[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010（22）：48-49.

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[4] 胡曉曦，鄧?yán)?高壓斷路器分合閘線圈燒毀原因淺析[J].電氣技術(shù)，2018，19（10）：81-84.

[5] 付煒平，賈志輝，范曉丹，等.一起高壓斷路器分合閘線圈動(dòng)作電壓不合格問(wèn)題分析及處理[J].河北電力技術(shù)，2015，34（2）：61-62.

收稿日期：2021-08-23

作者簡(jiǎn)介：王傳剛（1980—），男，山東臨邑人，工程師，從事發(fā)電廠及電力系統(tǒng)工作。