摘要：高压断路器是电力系统中最重要的开关设备。在正常运行时，断路器可以接通和切断电气设备的负荷电流，在电力系统发生短路故障时则能可靠切断短路电流，防止事故扩大，保证电力系统安全运行。因此，断路器的操控是电力系统最重要的控制操作。本文主要分析了高压断路器分合闸线圈烧毁原因，及其预防措施。
关键字：断路器；分合闸线圈；烧毁；原因
电力系统运行中经常发生分、合匣线圈烧毁事故，当电气设备发生事故时，如果因断路器分匣回路断线出现断路器拒动现象，将使事故扩大，造成越级分匣致使大面积停电，甚至造成电力设备烧毁、火灾等严重后果。而合匣回路完整性破坏时，虽然所造成的危害比分匣回路完整性破坏时要小一些，但也使得线路不能正常送电，妨碍了供电可靠性的提高。高压断路器分、合闸线圈种类繁多，而且有很多型号已经停产，还有大部分断路器分、合闸线圈安装位置隐蔽，不便于更换以及现有物流滞缓等等原因，所以很有必要对高压断路器的控制回路进行改进。
1高压断路器分合闸线圈烧毁原因理论分析
众所周知，许多电气设备故障是由过热造成的，在正常运行时，电磁线圈在规定时间段内，将工作电流产生的能量转变为热能，使线圈温度升高，一般不会超出规定范围。但如果超过规定时间通过工作电流，会使电磁线圈过热，从而使线圈的物理性能及绝缘性能迅速下降，致使线圈损坏。再者过高的反电动势，会使线圈匝间绝缘受损破坏。
分、合闸线圈设计时都是按短时通电而设计的。分、合闸线圈烧毁主要因为分、合闸线圈回路的电流不能正常切断，至使分、合闸线圈长时间通电造成的。在许多应用电磁线圈的场合，特别是应用在高压断路器中的，要求电磁线圈体积小，功率要大，为确保电磁线圈安全，电磁线圈的通电时间有严格限制。如果断路器的动合触头（辅助开关）出现故障，无法迅速完成合—分转换，这样电磁线圈无法及时断电，使电磁线圈因通电时间过长而烧毁；还有一些故障是使电磁线圈因通电时间延长，使电磁线圈经受过热，导致电磁线圈绝缘损坏。
2分、台匣线圈友操作板烧毁具体原因分析
造成高压断路器分闸、合闸线圈及操作板烧毁的原因既有间接原因，又有直接原因。
2.1间接原因
2.1.1设计原因
目前断路器的分、合闸线圈都是按照短时通电设计的，但为了保证断路器可靠动作，不论手动还是保护自动操作，在控制回路中都串有自保持回路。一旦分闸、合闸指令发出，控制回路就处于保持状态直到开关动作引起的辅助接点切换，才能够使控制回路断开。假如断路器由于某种原因没有动作，或者辅助接点没有正确切换到位，同样会使控制回路长期带电，这种情况将持续到将分闸、合闸线圈烧毁为止，严重时会将保护装置插件及操作板烧毁。
2.1.2人为原因
针对老式断路器控制回路来说，未串入断路器辅助接点，操作人员在机构未储能或储能未结束时分（合）断路器，将导致分、合闸线圈烧毁。但目前新型断路器控制回路中都串有储能辅助接点，即使操作人员缺少经验误操作也不会将分、合闸线圈烧毁。
2.2直接原因
2.2.1断路器辅助接点动作不正确
大多数弹簧机构的操作回路是串有断路器辅助接点的，当断路器动作后，若辅助接点切换不正确，就会造成操作回路长期带电，直到烧毁线圈，严重时会串带着烧毁保护装置及操作板。而对于有些弹簧机构来说，操作回路是没有辅助接点。特别是合闸回路，在断路器合闸后，合闸脉冲一直触法，若此时继电保护分闸动作，由于合闸命令存在，断路器在分闸后重合，如果此次故障为永久性故障，保护将再次动作跳开开关。
如此断路器将会多次合闸、分闸，这将加剧断路器毁坏，造成事故扩大。
2.2.2断路器及操动机构内部问题
断路器在外部回路正常运行下，如果其本体及操动机构内部缺陷，比如辅助开关安装不良，铁芯顶杆与连扳配合不当，控制回路电压过低等情况发生，也会引起断路器不能正确动作，造成上述后果。
3防止分合闸线圈烧毁的措施
3.1运行巡视方面
（1）在日常巡视时要认真检查分合闸线圈及二次端子排锈蚀情况，对锈蚀严重的分合闸线圈进行登记排查，并加强跟踪观察。（2）要检查机构箱内相关的轴、销、锁扣和机械传动部件、传动连杆及其他外露零件无锈蚀，无变形损坏，润滑良好，连接紧固；端子箱温湿度控制器能正常工作，加热器能正常起动，箱内无凝露现象。（3）在进行断路器分合闸操作前、后，都要检查分合闸线圈情况，观察各机械传动部位位置是否正常，分合闸线圈是否处于正确的位置，正常无误后才能开始操作。
3.2检修维护方面
（1）要正确调整好断路器的连杆机构，并对断路器各转动部位加强润滑，确保机构各转动部位没有卡涩现象，对分合闸铁心的空程、行程、总程等各项指标必须按照厂家说明书进行调节。（2）检查各继电器、微动开关接点、辅助开关的位置切换及触点是否正常，确保辅助开关切换到位，二次回路绝缘检查符合标准，二次回路电阻需测试合格。（3）必须对断路器进行低电压动作试验，并确保其满足相关规程要求，低电压试验不合格必须找出相关原因及时排除。（4）在进行试验时，要注意机构是否有机械联锁。机械联锁会导致机构不能完成分合闸过程，而由于分合闸动作未完成，分合闸信号一直不能消除，所以线圈一直带电，易造成线圈烧毁。
3.3技术改造方面
针对老式开关柜等防误闭锁装置：可以在防误操作机构对应位置加装微动开关或加装辅助切换开关，该开关与分合闸回路串联，随着操作机构的动作断开或接通控制回路，当断路器位置不对时，无论就地操作或远方操作，分合闸线圈都不会带电，从而避免调试或者位置不对应操作时的线圈烧毁。但所加装的微动开关或辅助开关触点容量必须与线圈容量匹配，防止该位置的开关成为新的故障点。
图1
针对分合闸回路内的改造，可以利用市面上现存的各种类型线圈保护装置，其基本原理就类似于时间继电器，经过整定时间后接通或断开回路，保障二次回路及分合闸线圈完好。因此在原有的二次回路中，串联线圈保护器，可作为保护分、合闸线圈的一种有效措施，且线圈保护器监测电流准确，体积小巧分断容量大，安装简单，现场改造较为容易实现（如图1所示），KK为远方、就地切换，DL为辅助开关，TQ为分闸线圈，HQ为合闸线圈，±KM为直流电源，1CJ、BCJ为保护远方信号出口。在TQ、HQ两端串联线圈保护器，在接收到分合闸指令后，线圈保护器同时起动，经过整定时间延时后强迫分断回路电流，保证线圈和系统回路的安全。其缺点在于增加了二次元器件，一旦线圈保护器损坏，则会造成控制回路断线的故障。
4结论
目前，电力系统的自动化程度不断提高，对供电的可靠性需求日益严格，而因断路器分、合闸线圈烧毁造成的线路停电，严重时损坏设备、火灾及更为严重的后果，必定要采取保护措施减少这一故障发生。
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论文作者:吴茂盛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：线圈论文; 断路器论文; 回路论文; 操作论文; 原因论文; 接点论文; 电磁论文; 《电力设备》2019年第7期论文;