浅谈断路器故障分析及处理方法

吴越

摘 要 断路器是电力系统中重要的开关设备，它担负着控制和保护的双重任务。本文对断路器进行分类总结，主要对拒合、拒跳、误合、误跳这四种常见故障进行分析，给出了相应的处理方法。

关键词 断路器 故障分析 处理方法

中图分类号：TM7 文献标识码：A

Discussion on the Failure Analysis of Circuit Breaker and Processing Method

WU Yue

(Anhui Chuzhou Power Company, Chuzhou, Anhui 239000)

Abstract Circuit breaker is an important device in electric power system, it's role is to protect and control the system. This article summarizes the classification of circuit breaker and mainly analyzes four kinds of error conditions: refused to close, refused to open, mistaken close, mistaken open, then gives the corresponding processing method.

Key words circuit breaker; failure analysis; processing method

0 引言

断路器作为一种开关设备，在电力系统中得到了广泛的应用。当电力系统正常运行时，断路器能够承载正常的业务，而当电力系统发生故障时，断路器必须在规定的时间内、规定的条件下断开故障线路，保护整个电力系统的安全，最大限度地降低损失。因此，断路器在整个电力系统中有着极为重要的地位和作用。

1 断路器的分类

断路器种类繁多，采用不同的分类方法可以得到不同的结果。根据工作原理或者采用绝缘材料的不同，电力系统中有热断路器、磁断路器、真空断路器等几种常见的断路器。

热断路器：主要包括两个部分：普通电路和一个金属保护片，金属片是与电路串接的，当电流过载时，金属片会发热导致变形从而切断电路，达到保护的作用。保险丝的保护原理是当电路负载过大时会自动熔断，从而使电路断开，它不能自动复原，需要人工接入新保险丝后才能正常工作。那么与一般的保险丝相比，热断路器有一个非常显著的优点：电路过载时金属发生变形而不是熔断，这个过程是可逆的。电路过载跳闸后经过一定的时间能够重新复位，所以热断路器一般用于限流保护。热断路器的保护特性主要依赖于金属片发热特性，如果金属片的发热特性好，那么断路器对电路的灵敏性就越高，反之亦然。所以通常人们根据不同的需求来选择不同的热断路器。

磁断路器：在热断路器的基础上发展起来的一种新型断路器。主要包括电路和电磁铁，电路中包括一个可以上线移动的金属片，上移时电路断开，下移是电路接通，该金属片通常位于电磁铁的正下方，电磁铁其实就是带线圈的铁芯。磁断路器的保护原理是：当电路负荷过大时，过载电流通过线圈会产生磁场，如果磁性到达一定的程度，线圈铁芯就能吸引回路中的金属片。金属片因为受到铁芯的吸引上移而断开电路，随着回路电流的消失，铁芯的磁性也逐渐降低，当吸引力小于金属片的重量时，金属片下移从而接通电路。磁断路器的工作特性主要取决于线圈铁芯的磁性，一般来说，带线圈的铁芯对环境温度比较敏感，所以在温度较高的环境下，磁断路器的额定电路一般需要降低。

真空断路器：真空断路器主要是由真空灭弧室、支持框架以及操动机构三部分所组成，真空灭弧室是真空断路器的主要元件，在一只玻璃管内，密封着所有灭弧元件。分、合闸时，通过动触杆运动，拉长或压缩波纹管而不破坏灭弧室内的真空，在动、静触头外围四周装有屏蔽罩，其作用是防止触头间隙燃弧时所产生的金属蒸汽、金属离子和金属液滴等飞溅在玻璃壳的内壁上而破坏其绝缘性能。真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。

2 断路器常见故障分类及处理方法

无论是热断路器、磁断路器还是真空断路器，常见的故障主要是“拒合”、“拒跳”、“误合”、“误跳”这四种，基于生活工作的经验，下面就这四个方面的故障作详细的分析说明。

2.1 “拒合”故障的判断和处理

“拒合”是指当需要电路接通时，对断路器进行合闸操作，但是由于某种原因造成断路器合闸失败的情况。一般来说，“拒合”故障的危害性比较小，当断路器发生“拒合”的情况，我们只需要切断电源，更换断路器就能及时地解决问题。但是如果是电源设备断路器发生“拒合”，整个系统都会因为没电而瘫痪，造成巨大的损失。对于断路器“拒合”的故障情况，我们一般按照以下三步进行：（1）仔细检查断路器跳闸开关是否损坏，若完好，分析是否是因为操作不当引起的“拒合”然后重新合闸。（2）若合闸后电路仍然不通，检查是否因为电路回路方面的原因，比如电路处于开路状况。（3）如果电路正常，但是仍不能“合闸”，则说明是断路器的机械故障，此时应该停用该断路器，准备检修更新。

对于机械故障，断路器的检修流程分析如下：仔细对照断路器的接线图，看断路器内部线路是否出现问题，若合闸前红、绿灯都不亮，则可以说明回路出现了开路。此时就要检查回路上各个原件是否都正常工作、是否存在接触不良的情况。若合闸后绿灯亮而红灯不亮，则说明断路器的操作手柄位置不对应，断路器未合上，此时应该拨动断路器的操作手柄，让其处于合闸状态之中。若绿灯亮，红灯经常性的闪烁，则说明断路器的合闸手柄接触不良，比如常闭接点没有断开，常开接点又没有合上，机械性的磨损等类似的原因导致这种现象的发生，当然也有可能是由于合闸回路断线或合闸红灯或者绿灯烧坏等，此时应该对手柄进行检修，根据具体情况采取相应的措施。

2.2 “拒跳”故障的判断与处理

断路器“拒跳”是指当电路过载或者是其他一些原因需要断路器跳闸时，断路器不能正常的执行该动作的现象。当断路器发生故障而发生“拒跳”时，电气设备原件将会被烧坏，甚至是引起电源断路器跳闸，造成大面积的停电。相比较与“拒合”， “拒跳”给电力系统带来的危害更大。

对于“拒跳”，我们常常根据以下方法来进行处理：首先根据事故现象，判断是否属于断路器“拒跳”事故类型。如果电路中的电压或者电流参数明显高于额定设置值，其它保护装置已产生告警，观察发现而断路器还处于闭合状态，这种情况下，说明断路器发生“拒跳”。

确定故障原因为断路器“拒跳”后，除容易处理的电气故障以外，对一时难以修复的机械故障，都应该立即切断电源，报告上级调度，转为停用、检修处理。根据相关理论和日常工作经验，对断路器“拒跳”发生以后，我们常按照以下步骤进行处理：（1）首先检查断路器的额定电压和额定电流参数是否设置正确，分析故障原因是否为额定值太大从而不能达到断路器跳闸的条件。（2）然后检查断路器内部跳闸回路是否完整，进而查看线圈铁芯是否正常，如果电路部分正常而断路器还是“拒跳”，则说明是该故障为机械性故障。

比较常见的机械性故障原因有：触头的焊接不牢固或者机械性卡死，跳闸杆被异物卡住、传动设备跳闸铁芯机械力不够，断路器铁芯磨损过度等等。此时，根据具体的机械故障原因采取与之对应的解决办法。

2.3 “误合”故障的判断和处理

“误合”是指系统处于正常的运行状态中，对断路器没有采取任何操作的情况下，断路器自动合闸的现象。通常来讲，“误合”通常是发生在断路器跳闸时，工作人员对系统设备进行维护检修的过程中，发生这种事故不仅能烧毁测试维修工具，甚至会威胁到电力工作人员的生命安全。

发生这类故障是应该按照如下方法处理：（1）首先核对断路器的额定参数是否正确设置，额定值太低会很容易达到闭合的条件从而使断路器自动闭合。（2）其次应该检查是否人为的进行合闸操作。假如断路器的操作手柄位于跳闸档位，红灯亮着，回路中电力表记有显示，则表明断路器已经合闸，为典型的“误合”故障。

常见的“误合”原因可能有：回路中正、负两级接地短路；合闸控制回路因为磨损接触不良；断路器内部元件发生故障；合闸闭合器线圈的电阻太小、启动电压又偏低，当直流系统在短时间内发生脉冲时，就会引起断路器发生“误合”。

不管是什么原因造成断路器“误合”，发生故障后，现场工作人员应该立即把“误合”的断路器断开，仔细检查分析发生“误合”的原因。分析电气和机械两方面的原因。如果是参数设置错误，则应该马上更改，如果是电气回路出现问题，则立即检测修复，如果是机械性故障，说明断路器性能不稳定，需要马上更换。若情况复杂且发生故障的原因不详，应立即报告上级调度部门进行进一步的处理。

2.4 “误跳”故障的判断和处理

“误跳”是指当系统正常运行时，在没有对断路器进行任何操作的情况下，断路器自动跳闸的现象。通常来讲，如果不是重大的事故，发生“误跳”后，我们只需要把断路器重新合闸就行，相对于其他的故障，“误跳”带来的损失比较小。对于常见的“误跳”故障，我们一般按照如下三个步骤进行处理：（1）首先，应检查确认是否属于工作人员错误操作而引起的，如果是，则应该应排除开关故障原因，立即送电。（2）若不是人员误操作引起的，则根据现场故障的特征，判断是否为“误跳”。即跳闸前表计、信号指示正常，表示系统无短路故障。跳闸后，绿灯连续闪光，红灯熄灭，该断路器回路的电流表及有功、无功表指示为零。（3）“误跳”发生时，经过适当处理后立即合闸，若断路器还是出现“误跳”则应该停用该断路器，进一步分析其电气和机械方面的故障原因。

常见的电气和机械故障分别有：继电保护设定值不恰当；电流电压互感器回路发生故障；电力系统出现接地短路，使正、负极电源接通。机械故障主要包括：拖架弹簧变形；跳闸脱扣结构不结实；拖架坡度过大或者滚轮在拖架上的接触面较少等。

3 结束语

断路器的种类和型号多种多样，虽然其材料或者结构设计上有所不同，但是他们的工作原理差不多一样，在电力系统中都是起到保护和控制的双重作用，所以在运行中发生的故障类型也差不多相同。本文先是对常见的断路器进行分类，接着对几种典型的断路器常见故障进行汇总整理，并根据故障情况讨论了事故的分析及处理方法。在实际生活工作中，断路器故障往往是几种常见故障的组合，这时我们需要根据故障的实际情况，进行综合分析，找出具体原因后，及时有效地进行故障处理和制订措施，将故障带来的损失降到最低。

参考文献

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