10kv断路器弹簧机构分合闸线圈故障原因分析及处理措施

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1、lOkV断路器弹簧机构分合闸线圈故障原因分析及处理措施（广东电网有限责任公司惠州供电局516000）摘要：变电站内10kV高压断路器分合闸线圈烧毁故障频发，由此引出对其故障原因的分析和探讨，再根据不同的故障原因和事故类型，提出相应的整改措施和方案。关键词：断路器；分合闸线圈；辅助开关；原因；措施!/•■、刖目在电力系统运行中经常会出现10kV高压断路器分、合闸线圈烧毁的故障。当电气设备发生事故时，如果因断路器分闸回路断线导致断路器拒动，将会造成断路器越级跳闸，扩大事故范围，导致大面积停电的严重后果。另外，在合闸回路完整性遭到破坏时，虽然造成的危害比分闸回路完整性破坏时要小一些,但它最

2、终也将导致线路不能正常送电，降低设备供电可靠性，下面木文将以两个事故案例展开分析。案例一：2015年3月23日，220kV某变电站#2主变低压后备保护动作出口，跳开变高2202、变中1102、变低502开关，造成10kV2M母线失压，损失负荷40MW,占全市负荷4.72%。现场检查发现，#2主变变低502开关柜由于内部故障造成低后备保护动作。经现场外观及试验检查，确定木次事件故障部件为10kV#2M母线侧5022刀闸，根据保护配置及故障发生部位，事件发生时应该由502断路器动作跳闸来隔离故障点，但502断路器未动作，进而导致#2主变三侧跳闸。检查502断路器分闸线圈发现固定线圈螺栓有

3、松动，线圈固定外壳有裂痕，见图：该分间线圈封在一个塑料座内，塑料座通过三个螺丝固定在开关柜操作机构的一块垂直钢板上。通过检查发现，该塑料座螺孔部位有两条裂痕，与之一起的螺丝也明显松动。真正起作用的只有一颗螺栓。整个分闸线圈固定不牢靠,用手感觉右明显的松动。最后确认开关柜延迟动作的原因如下：该型开关柜分闸线圈固定塑料座质量不良，容易开裂，导致分闸线圈固定不良。由于分闸线圈未固定牢固，同吋短路故障发生在开关柜内，开关柜本体的振动和分闸线圈的抖动消减了动作铁芯一部分能量，不足以使分闸脱扣装置脱扣，直到15S后分闸动作铁芯才将脱扣装置顶开使断路器分闸。案例二：2015年10月8日110kV某

4、变电站型号为10kVZN28A-10开关报控制冋路断线故障，现场检查开关机构在分闸位置，二次显示在合闸位置，现场冇浓重的烧焦糊味，现场检查机构底部有一枚螺栓脱落。检修班现场开盖检查，发现分闸线圈烧毁，表面己附着黑色胶状体，现场线圈标签受热脱落，奋浓重的焦臭味，同时发现，辅助开关转动连杆固定穿销断裂且松脱，开关分合闸动作产生振动，螺栓松脱，最终倒致连杆脱落。开关分闸后，辅助开关无法切换至正确对应位置，二次显示开关仍在合闸位置。二、分合闸线圈烧毁原因分析根据以上案例，本文以最常见的10kV断路器弹簧机构为例，针对分合闸线圈烧毁故障展开深层次的原因分析。首先，断路器弹簧机构冇别于电磁机构，

5、它不是断路器动作的直接动力，它仅用于弹簧的能量释放,所以它的正常工作电流一般很小，分合闸线圈的真正作用是打开闭锁弹簧能量的销子，这个冲击力的大小取决于线圈磁场强度，也就是说分合闸线圈只有在工作时才需要较大的电流，而II此电流只需在工作那一刻使线圈产生打开闭锁弹簧的销子的动力即可。因此，分合闸线圈的额定电流定的较小。可是,这也带来了分合闸线圈长时间通过额定电流或是通过大电流时会直接破坏线圈绝缘，烧毁线圈的问题。实践表明，如果线圈通过额定电流持续时间3〜5min,线圈就会烧毁。其次，根据10kV断路器的控制原理,它的电流通断是断路器辅助接点控制的，若分合闸线圈通过电流吋产生的冲击力不能释

6、放弹簧能量，断路器就不会动作，切断线圈电流的断路器辅助接点不能正常打开，线圈会一直带电，时间稍长，便会烧毁线圈。因此，我们只要找到不能释放弹簧能量或断路器不能正确动作的原因也就找到了烧毁线圈的原因。从上面分析可以发现，分合闸线圈的烧毁，主要原因是由于分合闸线圈冋路的电流不能正常切断，至使分合闸线圈长吋间通电造成的。而分合闸线圈本身质量问题也是导致烧毁的原因之一。分合闸线圈长吋间带电是关键，只要找到导致线圈长时间带电的原因所在，我们的控制措施也就能够对症下药了。翻阅资料和现场处理经验的沉淀，我总结了分合闸线圈烧毁主要冇以下几个原因:1、线圈铁芯机械卡涩分合闸线圈是一个空芯线圈，根据电磁

7、感应的原理，通电吋线圈会产生一个较强的磁场，推动铁芯往上快速移动，顶开储能弹簧的锁扣，使弹簧迅速释放能量带动断路器快速分合闸，当线圈失去电源后，磁场消失，铁芯在复位弹簧作用下复位，恢复到初始状态，整个过程时间非常短。如果高压开关柜内有积灰受潮情况，长吋间会导致铁芯生锈或内部积灰，造成铁芯运动吋卡涩，当接通分合闸冋路电源时，铁芯运动受阻，移动力量无法推动脱扣机构而使线圈长吋间通电造成线圈烧毁。2、线圈质量差1）如果线圈出厂吋电阻值偏差大，在实际运行中，当分合