关于10kV开关柜开关副接点烧坏问题的分析

张义莲

国网上海嘉定供电公司

1 问题描述

2014年9月10日，嘉定供电公司运维检修部变电（配电）二次运检班在110kV惠平站进行继电保护验收时，对10kV惠13仓位进行继保整组试验，惠13开关分闸后引起电气控制回路中的控制电源小开关跳开，经将控制电源小开关合上，再次试验,发现开关多次合分闸后跳控制电源小开关的问题。之后按正确操作步骤重复对其他仓位进行多次试验时，发现有多仓位存在此问题。

2 问题查找

2.1 开关各项指标测试

本站的10kV开关型号为ZN73G-12/1250-25，为西安西开中低压开关有限责任公司生产。对开关进行了相关试验，结果见表1。

表1 开关试验各参数

从表1可以看出，开关各项数据指标合格。

2.2 开关内部整体结构检查

将开关面板打开对其内部进行检查，开关内部情况如图1所示。开关内部各部件仔细检查无误。

图1 开关内部结构

2.3 故障元器件：断路器辅助节点

在对开关副接点进行检查时发现副接点小室内有烧坏发黑迹象，如图2所示。

图2 开关副接点烧坏

正常的开关副接点如图3所示。

图3 正常开关副接点

经检查，惠平站10kV开关的辅助接点都有不同程度的烧坏，开关辅助接点可能是因拉弧短路而烧坏发黑。

2.4 缺陷原因分析

将烧坏的开关副接点拆开进行检查分析，完整的开关辅助接点如图4所示,图中71，72,73,74为辅助接点的编号；开关辅助接点的剖面图如图5所示，图中73与72、71与74在同一小室内；图6为开关辅助接点图5的展开图。图7为开关辅助接点在二次回路中的接线原理图。

图4 开关辅助接点整体图

图5 开关辅助接点剖面图

图6 开关辅助接点展开图

图7 开关跳闸造成辅助接点弧光短路

结合图纸上开关跳闸回路及监视回路，分析结果如下：当故障或手动开关跳闸时，跳闸回路的辅助接点HK由闭合状态变到断开状态，辅助接点分开引起拉弧现象,由于此辅助开关质量问题(7374和7172），灭弧效果差，造成此时连接在同一小室内的73和72点因为开关副接点拉弧形成短路，又因为73相当于连接正电源，72连接跳闸监视回路的负电源，如图7所示，此连接相当于控制直流电源正负两点直接短路，于是造成了开关电气控制回路的故障，控制电源小开关跳开。

图7中跳闸线圈TQ是感性的，开关跳闸时，跳闸线圈由接通电源带电状态，瞬间突然断开电源到失电状态，其两端很容易产生过电压，而跳闸回路是由开关的辅助接点HK来切断跳闸电流的，因为此开关的辅助接点质量不好，灭弧效果差，不能正常切断弧光短路电流，因而在同一小室内的两端接点直接正负电源相通，造成短路，以致控制电源小开关跳开，同时辅助接点烧坏。

结论：惠平站10kV开关柜开关副接点存在质量问题，在断路器正常操作时有弧光短路现象，造成开关电气控制回路故障。

3 缺陷消除

3.1 开关质量不合格

由上述分析得知，开关质量不好，辅助接点的灭弧功能差，不易断弧，易发生弧光短路现象。因此，为保证开关能正常的灭弧，开关灭弧质量必须合格，灭弧功能试验必须满足指标要求。

3.2 接线设计不合理

辅助接点连线设计存在问题，控制电源小开关正负两极的端线连接在同一小室内，当灭弧效果不好时，弧光短路易造成开关电气控制回路故障现象。为防止此类现象发生，接有正负不同极性的辅助开关触点应避免接在辅助开关的同一小室内，而且距离不宜相隔太近。

4 总结

继电保护二次回路的缺陷工作需要透过表象，从根本上找出问题所在。通过对一起10kV开关柜开关副接点烧坏的故障进行分析，查找出开关副接点因拉弧而烧坏，找到了产生故障的源头，消除了事故发生的隐患。

在10kV开关跳闸回路中，为保证开关在断开时能正常灭弧，要重视开关的灭弧质量，在连接正负电源的开关副接点的两个触点不宜接在同一小室内。因此在日常的定期校验中应对开关辅助接点动作时的灭弧功能做严格的测试，而且设计时应考虑合理且全面，避免存在开关辅助接点因在同一小室内易引起正负电源直通，形成短路，造成开关电气控制回路故障的隐患。