一起断路器控制回路缺陷处理及分析

刘新敏

（广东电网有限责任公司梅州供电局，广东 梅州 514021）

1 故障描述

220 kV 某变电站在进行综改时，由于10 kV 开关运行时间过长，一次也更换了10 kV 开关机构。综改后，经调度反馈，10 kV#2 电容器512 开关在调度遥控分闸时会出现“控制回路断线”的现象。现场检查开关正常分闸，控制电源空气开关在跳闸位置，空开送回去后告警复归。2019 年进行小电阻改造时，继保专业现场传动10 kV#2 电容器512 开关，发现合闸时合闸指示灯立马点亮，分闸指示灯不是立马熄灭，而是在2 s左右的时间内慢慢熄灭。开关手分或者保护跳闸时，控制电源空开跳闸。

2 故障检查

现场排查开关柜外部回路无故障现象，于是打开开关机构面板进行机构内部回路检查。

该分闸回路如图1 所示，线圈处经整流二极管。经检查发现，整流二极管处绝缘套破损，怀疑该处绝缘不够。现场用绝缘胶布进行包扎，故障现象仍存在。

图1 断路器控制回路

继续查找分闸回路，该分闸回路在机构内仅串分闸线圈和开关辅助接点。测量线圈内阻和测量整个回路绝缘均没有问题。量开关辅助接点，DL-6、DL-8 接点电位及电阻等正常。

再次传动开关，发现断路器辅助开关处有明显的拉弧现象。断路器辅助开关DL-6、DL-8 用于断路器分闸后断开分闸回路，有拉弧现象属于正常现象。但是，经过检查发现，在DL-6、DL-5 之间拉弧，且DL-6、DL-5 之间的绝缘上有明显的发黑现象，此为不正常现象，如图2 所示。DL-5、DL-7 这对接点为提供给开关柜面板分闸指示灯使用，前述开关合闸时合闸指示灯立马点亮，分闸指示灯不是立马熄灭，而是在2 s 左右的时间内慢慢熄灭，因此辅助节点异常应该为导致故障的原因。如图1 所示，分闸指示灯取开关常闭接点，用的是开关控制电源。经检查DL-5、DL-7 接点电位和电阻正常。

图2 断路器辅助开关（框内部分为烧毁痕迹，为DL-5 和DL-6 间绝缘）

3 故障分析

为了便于分析故障，将DL-6、DL-8 和DL-5、DL-7 两对同一层的辅助接点画在平面图上，并按照图纸和现场实际接线，将两对接点所在电路在辅助节点处扩展开。

如图3 所示，指针（辅助开关）在实线位置时为断路器在合闸位置时的回路状态，此时DL-6、DL-8 接点导通，DL-5、DL-7 接点打开。DL-6、DL-8 接点串接在跳闸回路里，DL-6 接至跳闸线圈，DL-8 接至37 回路（跳闸出口）。DL-5、DL-7 接点串接在分闸指示灯回路里，DL-5 接至指示灯一端，DL-7 接至负电源端。由图3可知，断路器在合闸位置时DL-5正常情况带正电，DL-6 正常情况带负电，压差为220 V DC。

图3 断路器辅助开关回路分闸过程

再分析断路器分闸、合闸的动态过程。如图3 所示，为断路器分闸过程，当保护测控装置发出跳闸脉冲时，跳闸节点TJ 闭合，跳闸线圈TQ 励磁，开关分闸，辅助开关逆时针旋转至虚线位置（旋转路径为箭头所示）。此过程中，DL-6、DL-8 接点处有电弧产生。由于断路器分开速度较快，DL-6 电弧尚未熄灭，辅助开关已经旋转到DL-5，使得DL-6、DL-5 之间产生短路，电弧难以熄灭产生大量热量，致使控制电源空开跳闸。

图4 为断路器合闸过程，当保护测控装置发出合闸脉冲时，开关合闸，辅助开关顺时针旋转至虚线位置（旋转路径为箭头所示）。由于断路器合上速度较快，DL-5 电弧尚未熄灭，辅助开关已经旋转到DL-6，分闸指示灯回路继续导通一段时间。但是，由于指示灯是电压型器件，其正常运行电流较小，电弧较小，很快就熄灭，不能致使控制电源空开跳闸。

图4 断路器辅助开关回路合闸过程

根据分析结论，现场更换跳闸回路接点至DL-14、DL-16，即挪到另一层辅助节点，开关传动正常。

4 结论

（1）该机构辅助开关产品质量不过关，同时由于DL-6、DL-5 之间为正负电相邻，导致同层端子的击穿。因此，仍需加强产品质量把控，新换机构或辅助开关有必要进行绝缘试验。

（2）该机构改造时未更换机构端子排，在对辅助开关进行接线时，厂家未严格按照机构厂家图进行配线。一次机构改造时不能简单更换机构，应相应更换航空头、机构接线板，且更换后应进行相应的传动试验。

（3）根据技术规范，交直流回路不能共用同一层辅助接点[1]。已经考虑到同一层辅助接点间的绝缘问题，对直流回路间则没有要求。但是，本文所述案例则揭示出直流回路的接线问题。对于辅助开关接线，设计时尽量避免正负电在辅助开关旋转路径的两端。以图3 为例，可将分闸指示灯回路的负电源端接至DL-5，将指示灯端接至DL-7，即将DL-5、DL-7 两端接线对调。此举可以避免在旋转路径上继续形成电弧，可避免对辅助开关的绝缘形成损伤，防止类似事故的发生。