断路器合闸线圈烧毁原因分析

孔凡顺

摘 要：220kV断路器验收中发现的合闸线圈烧毁的缺陷情况分析，结合现场实际情况，提出简单可行改进方案，消除设备缺陷。

关键词：合闸线圈;处理

断路器是用来接通或断开电气回路，系统发生短路故障时，断路器迅速动作切除故障点，若此时断路器合闸线圈烧毁，造成断路器重合闸不能正确动作，从而扩大事故，影响线路送电。

1、在苏庄变技改扩建时，验收中进行断路器分、合闸操作试验时发现2560断路器拒绝合闸。在经过现场检查后，发现断路器合闸线圈烧毁，更换后恢复正常。

该断路器采用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的高压断路器，三相户外设计，操作机构为弹簧操作机构;操作系统为南瑞继电器公司CZX-12A操作继电器装置。

2.故障原因分析

通常电磁式断路器合闸回路（见图1）是通过控制正母线、操作把手KK⑤ ⑧接点、跳跃闭锁继电器TBJ的常闭接点、断路器辅助常闭接点DL1、合闸接触器线圈HC、控制负母线形成回路，使合闸接触器带电，启动合闸线圈;断路器合闸后，断路器辅助常闭接点DL1断开合闸控制回路。

南瑞继电器公司CZX-12A操作继电器装置（图2），为了防止在合闸操作中把手返回太快造成断路器合闸失败，在合闸控制回路中加装了手动合闸继电器（SHJ）的电流线圈使其常开接点自保持，在KK把手返回后仍能保持合闸线圈（Y1）带电，从而确保断路器可靠合闸。其分散同期合闸过程如下：

（1）、直流正电源通过控制正母线、同期断路器① ②接点、操作把手KK⑤ ⑥接点、同期断路器⑤ ⑥、手动合闸继电器（1SHJ）电压线圈、控制负母线，使手动合闸继电器（1SHJ）电压线圈带电，手动合闸继电器（1SHJ）常开接点闭合;

（2）、直流正电源通过控制正母线、手动合闸继电器（1SHJ）常开接点、手动合闸继电器（SHJ）电流线圈、远方就地选择断路器（S8）、断路器辅助常闭接点、合闸线圈（Y1）、跳跃闭锁继电器（K75）的常闭接点、SF6压力总闭锁继电器（K10）的常开接点、断路器三相不一致继电器（K61）常闭接点、控制负母线形成回路，使手动合闸继电器（SHJ）电流线圈带电自保持手动合闸继电器（SHJ）常开接点;同时合闸线圈带电，断路器合闸后，断路器辅助常闭接点（S1）断开三相合闸控制回路，并使手动合闸继电器（SHJ）常开接点打开，手动合闸继电器（1SHJ）常开接点随控制把手（KK）返回“合后”位置打开。

由两种断路器操作回路设计的原理可以看出，电磁式断路器是靠控制把手和断路器的辅助常闭接点来断开合闸控制回路，一般要求值班员在手动合闸操作时，控制把手接通KK⑤ ⑧接点后返回不能太快也不能太慢，一般要持续1秒，控制把手返回太快了，断路器可能合闸失败;控制把手返回太慢，若断路器未合上或断路器辅助常闭接点粘连，则会烧毁断路器合闸接触器线圈。微机保护控制回路合闸只考虑到防止合闸把手返回过快，在回路中加装手动合闸继电器（SHJ）电流线圈实现自保持，却没考虑到断路器合闸不成功将烧毁合闸线圈。

变电站工程500kV断路器控制回路是南京自动化总厂生产的，在合闸回路中未加装手动合闸继电器（SHJ）电流线圈带电自保持的功能，使用4年来也未发生手动合闸和自动重合闸因接点返回过快的原因造成断路器合闸失败的情况，所以可以说，南瑞公司的这个设计方案是弊大于利。

由此可以看出，南瑞继电器公司CZX-12A操作继电器装置在断路器弹簧未储能达到合闸要求、断路器合闸机构拒动、断路器辅助接点粘连的情况下进行断路器合闸操作，只有断开断路器得控制电源，才能避免合闸线圈烧毁。为了避免更多得设备损坏和断路器投运后能可靠的进行运行操作，我们向工程监理提出了改进CZX-12A操作继电器装置控制回路的建议。

3.改进措施

造成断路器合闸线圈烧毁的主要原因是断路器弹簧未储能达到合闸要求、断路器合闸机构拒动、断路器辅助接点粘连等因素加之手动合闸继电器（SHJ）自保持使断路器合闸线圈长期带电而烧毁。对于以上三种主要造成断路器合闸线圈烧毁的因素，分析如下：

1）断路器辅助接点粘连;由于在断路器合闸回路中采用两个断路器辅助常开接点串联接线，因此断路器辅助接点粘连的几率很小，可以忽略其影响。

2）断路器合闸机构拒动;该断路器采用的使弹簧动力合闸机构，发生机械卡死拒绝分合闸的几率较大，而且这种故障无法预知，也要重点防范。

3）断路器弹簧未儲能或正在储能;这种现象比较常见，此时进行断路器合闸操作，而断路器因弹簧储能未达到规定值，将不会合闸，从而使合闸线圈长时间带电而烧毁。虽然断路器弹簧未储能和正在储能时，会发出“断路器弹簧未储能”中央信号，提醒运行人员此时不能进行断路器合闸操作，但也不能排除因光子信号灯损坏和运行人员疏忽操作的可能。

如果单针对某一种因素来制定预防措施，这种措施是不完善的;要根本解决问题就必须取消手动合闸继电器（SHJ）自保持回路，以A相合闸回路为例，可将图2中A1与B1点（4D100）短接，或者直接把手动合闸继电器SHJ去掉并短接，B相、C相的处理同理。为了防止断路器控制把手或重合闸接点返回过快造成断路器合闸失败，手动合闸继电器（1SHJ）常开接点和重合闸接点改装成瞬时闭合，带一定时限打开，这个时限选取300毫秒延时，第一可以防止因手动合闸继电器（1SHJ）常开接点和重合闸接点返回过快，在断路器还没合闸就切断了合闸回路;第二可以防止合闸回路各元件承受较长时间合闸电流加速老化。

解除手动合闸继电器（SHJ）自保持回路，从根本上消除了断路器合闸线圈长时间带电的隐患，目前变电站220kV断路器在控制回路将手动合闸继电器（SHJ）短接，虽然没有将手动合闸继电器（1SHJ）常开接点和重合闸接点改为瞬时闭合延时打开，从近两年的运行实践来看，改进后的220kV断路器控制回路是安全可靠的。

4.结束语：

作为变电值班员，我们要不断地学习和掌握新设备、新技术，提高自身业务技能水平和事故分析判断、处理及应变能力，确保电网安全稳定地运行。当值班员在现场遇到系统发生故障时，必须根据相关信息尽快作出判定，在无法自行处理且不能保证安全的情况下，须立即汇报有关专职或检修人员，切忌盲目处理。本文探讨的故障分析与处理尚有许多不足之处，请专家同行指正。

参考文献：

[1]南京供电公司.220kV苏庄变电站现场运行