摘要：电力系统运行中经常发生分合闸线圈烧毁事故。当电气设备发生事故时，如果因断路器分闸回路断线出现断路器拒动现象，将使事故扩大，造成越级分闸致使大面积停电，甚至造成电力设备烧毁、火灾等严重后果。而合闸回路完整性破坏时，虽然所造成的危害比分闸回路完整性破坏时要小一些，但它也使得线路不能正常送电，妨碍了供电可靠性的提高。所以很有必要对断路器线圈烧毁原因进行分析，积累了事故处理经验，提出防范措施和技术改进。
关键词：10kv断路器；分合闸；线圈故障
1分合闸线圈烧毁原因
由于高压断路器内部空间的限制，内部每个元件的尺寸都尽可能小，分合闸线圈也不例外。因此分合闸线圈的线径都比较小，其额定电流自然就很小。但是有些断路器的分合闸动作需要比较大的力量才能完成，用线圈的额定电流产生的电磁力无法推动断路器的操作机构，而需要比额定值大很多的电磁力。在这种不能增加线径的条件下，考虑到分合闸动作的时间性和可靠性，只能利用线圈的短时通电电流来实现。
2高压断路器操动机构介绍
高压断路器操动机构是指操作开关设备使之合、分的装置。操动机构的机械部分通常划分为合闸机构、保持机构、分闸机构、输出装置和辅助设备等五部分。高压断路器操动机构的电气部分主要包含控制回路、电机回路、加热回路和照明回路，以及其他辅助电气回路等。合闸线圈和分闸线圈分别接在合闸控制回路和分闸控制回路中，它是实现电气部分和机械部分联系的重要元件。
3分闸线圈烧毁故障分析
3.1分闸线圈长时间通电的原因分析
（1）分闸电磁铁机械故障
分闸线圈松动造成断路器在分闸时电磁铁铁芯位移或铁芯运动卡滞，不能顶开分闸脱扣板，造成线圈长时间通电，引起线圈烧毁。或是由于铁芯冲程过小，当接通分闸回路电源时，铁芯顶不动分闸脱扣板而使线圈长时间通电烧毁[3]。
（2）断路器拒分
控制回路正常时，断路器出现拒分的故障有可能是连杆机构问题，死点调整不当，或机构半轴与扇形板扣接量偏大，断路器分闸铁芯顶杆的力度不能使机构及时脱扣后线圈过载，造成分闸线圈烧毁。
（3）辅助开关分闸状态位置调整不当
在断路器分闸状态时，应调整辅助开关使其指示到标示的范围内，然而实际在检修断路器开距和超行程等参数时，会改变断路器分闸的初始状态，而辅助开关分位置的初始状态未做相应的调整，将导致辅助开关不能正常切换分闸回路而使分闸线圈烧毁。
（4）分闸控制回路辅助开关接点使用不当
分闸控制回路上接有一对延时动合接点，该延时目的是为了保证断路器在合闸过程中出现短路故障时能完成自由脱扣。然而，当断路器合闸时间极短，远小于断路器的分闸时间，断路器未来得及脱扣时就已合闸到位，此时，分闸控制回路的延时接点的延时作用将失去意义。相反，该延时接点在分闸过程中，由于辅助开关动静触头绝缘间隙较小，经常出现拉弧现象，频繁拉弧，久而久之使辅助开关的触头烧毁，继而引起分闸线圈烧毁。
（5）分闸回路电阻偏大
分闸线圈回路绝缘降低，或是线路过细过长造成电阻偏大，使得分闸回路电压有衰减，导致控制分闸电压达不到线圈分闸电压最低动作值，分闸线圈长期带电，线圈烧毁。
（6）分闸电压偏低
虽然要求断路器有低电压分闸动作要求，但由于用户远控开关保护动作时，二次远控回路中有某点接地，二次回路产生分压，分闸控制电压达不到线圈分闸电压最低动作值，分闸线圈长期带电，线圈烧毁。
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3.2防止分闸线圈烧毁的措施
①将分闸回路的延时动合接点改接为一对普通的常开接点，经常检查辅助开关的接点及辅助开关的拐臂螺丝，正确调整辅助开关的位置，使辅助开关接点与断路器分闸位置对应。②固定好分闸线圈，定期检查分闸线圈的动铁芯有无卡滞现象。③每次检修正确调整断路器的连杆机构及机构分闸半轴与扇形板的扣接量，定期检查断路器的自由脱扣是否正常，断路器的低电压动作试验是否合格。④检查近控和远控时，分闸操作电压是否能达到最低脱扣电压，如不能达到，则要求对机构传动部分和远控回路进行检查，确保近控和远控操作电压大于分闸控制低电压。⑤定期对机构传动部分进行润滑保养，防止因机构传动部分卡滞增加分闸电磁铁顶力，造成分闸线圈长时间带电，线圈烧毁。
4合闸线圈烧毁故障分析
4.1合闸线圈长时间通电的原因分析
①断路器机构故障。当断路器合闸控制回路正常时，因为断路器操作机构连板配合不好，死点调得偏高，导致断路器拒合，使合闸铁芯过载，引起线圈烧坏。②辅助开关位置不当。正常合闸时，断路器的合闸接触器的线圈回路与辅助开关的常闭延时接点串联，断路器合闸后，辅助开关接点自动切断合闸回路，辅助接点打不开或拉弧，合闸接触器通过重合闸回路或绿灯回路自保持，合闸线圈长时间带电而被烧毁。③合闸接触器故障。断路器合闸时，由于合闸电流比较大，控制回路不能直接控制合闸线圈，只能通过合闸接触器间接接通合闸线圈。因此，当合闸接触器发生故障时，不能及时断开，使合闸线圈通电时间过长，烧毁线圈。④合闸电源容量下降，或者合闸回路电阻偏大，使合闸瞬间合闸线圈两端电压低于80％Ue。
4.2合闸线圈烧毁的预防措施
①加强合闸接触器的检查、维护。每次开关小修、周期大修都要对其进行检查动、静触头表面接触面积、接触压力等。②正确调整辅助开关的位置。③要求值班员在许可工作前，除必须取下控制回路熔断器外，还应将重合闸投切回路打开，避免检修、试验工作中造成烧合闸线圈的可能。
5实例分析
5.1基本情况
某烧结主抽风电机是10kV的高压同步电机，启动方式为液阻软启动方式。高压柜由运行柜、星点柜和软启动柜组成。高压柜控制及保护回路是无综合保护装置的方式。在这个系统中，星点柜断路器的合闸线圈的额定电流为2.5A，瞬时载流能力为99A，软启动时间为52s。星点柜的运行指令是靠时间继电器的延时触点发出的。星点柜断路器QF2合闸后，其辅助接点断开QF2的合闸回路并让时间继电器断电，停止输出合闸信号。调试过程中，经常出现星点柜的合闸线圈烧毁的现象。
5.2问题分析
经过对现场的线路及设备的检查，发现星点柜断路器的辅助接点是有断路器的合闸机构所带的1根连杆带动的，连杆和辅助触点之间存在间隙，事故发生时，辅助触点没有闭合。通过对断路器的辅助触点进行调整时发现，辅助触点的开闭必须与断路器的分合完全同步。如果辅助触点改变了状态而断路器没有合上，则会造成断路器合闸失败；如果断路器合闸后，辅助触点没有改变状态，就会使合闸信号一直存在而烧毁线圈。因此连杆和辅助触点之间的间隙造成断路器与辅助触点的配合失调是该线圈烧毁的原因。
5.3处理方法及效果
通过上述分析，对星点柜的控制回路进行了部分改进。首先在二次回路中增加了时间继电器（整定为1.5s）和中间继电器，用以可靠分段分合闸回路；其次，调整辅助触点的开闭，使之略慢于短路器的合闸。这样可以使断路器有一定的合闸保持时间，确保合闸成功。经过这样的改造后，高压柜运行良好，没有再发生烧毁合闸线圈的事故。
结语
分合闸线圈烧毁的原因和防范措施，需要在正常操作和设备检修中过程中发现总结，只要我们对此类问题高度重视和加强管理，就可以减少此类事故发生的机率，提高电网供电可靠性。
参考文献
[1]张俊锋，高波，张卫华.10kV真空断路器操作机构分合闸线圈烧毁原因分析[J].电工技术，2012（10）.
[2]胡建强.10kV断路器分合闸线圈烧毁原因分析及防止措施[J].电气开关，1997（3）.
论文作者:孙辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/12
标签：线圈论文; 断路器论文; 回路论文; 接点论文; 机构论文; 触点论文; 接触器论文; 《电力设备》2017年第23期论文;