关键词：110KV 高压断路器 合闸拒动事故
110KV高压断路器合闸拒动事故属于电力行业比较常见的问题。随着我国科学技术水平与管理水平提高，110KV高压断路器合闸拒动的现象还会时常发生。而断路器拒动会威胁电力系统的安全运行。尤其是电气设备，一旦发生故障，就会出现断路器拒动，使电气设备造成损坏，出现越级跳闸事故，导致电源断路器跳闸及变电站的母线失压，进而导致主变压器停运，有时甚至还会造成局部停电。
一、断路器结构与动作
断路器由触头分与合的动作实现开断和闭合电路目的，所有过程一定要依靠机械操动系统来进行。断路器和操动机构构成关系，如图1所示。
图 1 断路器和操动机构构成
操动机构由手动或者电动的方式完成合闸，而合闸能量可以转变成电磁能和弹簧的位能及重力位能等，可以促动断路器的动作。提高断路器结构与传动机构的机械性能，一旦机构发生故障，就会使断路器发生拒动，而电磁操动机构是由螺管电磁铁执行动作，电磁铁线圈电压与电流可以说是影响电磁铁处理能力重要的因素[1]。
二、分析断路器的拒动原因
断路器拒动原因一般为两种。一种是电气回路或者元件故障，另一种为机械传动机构或者部件的故障。
电气故障包括控制回路断线、跳闸回路的各元件，例如：控制断路器的触头和断路器的操动机构对触头进行辅助，防止继电器与继电保护发生跳闸或者回路接触不良。当跳闸的回路发生断线或者跳闸的线圈被烧坏时，继电的保护整定值也会不正确，而直流电压太低，低于额定的电压80%以下[2]。
机械故障包括很多种形式，跳闸铁心动作的冲击力缺乏即为其中一类，如铁心卡滞和跳闸铁心的脱落，一旦触头出现焊接或者机械的卡滞，在传动的部分就会发生故障，例如：销子脱落等问题，导致这些故障的原因可以从以下几个方面进行分析：
1、操作电源的原因。当操作机构对回路进行控制，受到熔丝熔断无直流电源的影响，操作机构无法实现分闸，还会受到直流电源与电压的影响，会低于分闸线圈使用范围，导致分闸时有动作，却根本不能顺利实现分闸。
2、辅助开关触头的原因。一般触头出现接触不良或者接点的粘连，都会导致操作机构无法正常进行分闸。
3、分闸线圈的原因。如果由于分闸线圈在操作次数上使用过多，导致温度过高而烧毁，或者由于分闸后线圈的内部铜套并不圆，或者不光滑、有毛刺等状况都会产生卡阻，影响操作机构的顺利分闸。
4、分闸铁心被剩余磁吸附，或者挂于周围凸缘的原因，都会导致操作机构无法顺利实现分闸[3]。
5、如果定位螺栓发生变位的松动等原因。这种故障会导致限位半轴和扇形板无法实现有效的咬合，导致合闸的状态无法保持，最终使操作机构无法实现动作。
6、连板轴孔的磨损和销孔过大等原因，也会导致传动机构的变位，导致轴销的窜出，还会导致联杆的断裂与开焊，最终影响操作机构无法实现顺利分闸。
以某起110KV高压断路器合闸拒动的操作为例，当运行人员将操作机构的后门打开，会发现有烟雾出现，这就说明了分闸线圈被烧毁，可以通过手动机构来成功分闸。修理与调试工作人员也要通过对这起高压断路器进行试验与检查，检查的重点在于断路器的机械特性与最低动作电压等方面的试验。由试验可以发现，某起110KV高压断路器分闸线圈最低电压的设计值很高，在装好断路器之后，最低动作电压已经超出了标准值。对断路器机构与分闸线 圈进行调整，将最低动作电压调整到符合标准的要求[4]。
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由于分闸线圈动作电压具有很大分散性的特点，会受到温度的影响。分闸线圈最低动作电压偏高，当电磁铁顶开了断路器分闸的脱扣机构后，就存在着分散性，有时分闸线圈带电，电磁铁运动的力量就不能克服分闸和脱扣机构阻力，导致分闸线圈在长时间出现带电与烧毁的情况，引发断路器的拒分。
某起110KV的断路器出现操作机构的拒动，经检查后可以发现，断路器处于合闸的状态，监视运行的红灯也处于亮的状态，可以手动把断路器进行多次的分闸与合闸，使传动机械可以顺利的完成分闸与合闸，使操作机构保证正常的储能。进行分闸与合闸的线圈检查时，要检查线圈外观是否发生严重的锈蚀情况，可以手动在2个分闸线圈，保证铁心不会发生卡死的动作。将2个分闸线圈进行拆除解体的检查，可能发现主分闸的线圈电阻处于4.3Ω，在线圈的内部已经出现严重的膨胀和变形，导致铁心卡死，完全无法动作，而副分线圈的电阻是74.6Ω，当副分线圈的内部发生严重的膨胀变形时，动铁心也发生卡死，无法正常动作。
要分析110KV高压断路器拒动的原因，就要检查好线圈的材料与质量，而动铁心会出现卡死，导致操作机构无法顺利分闸。
某起110KV高压断路器发生拒动，经过检查可以发现，在机械与后台的指示灯都处于合闸的状态下，分闸的线圈可以通过二次引线处流胶。而线圈过热时，进行分闸动铁心的动作就会发生卡滞，将分闸线圈进行拆解检查，发现主分闸线圈的电阻是0，而动铁心完全卡死，无法动作。这时的线圈漆包线也由于过热而被烧坏。此时使用备用的分线圈电阻是112Ω，处于正常状态，而动铁心的动作保持正常。
三、110KV高压断路器合闸拒动故障的处理
1、110KV高压断路器在合与分的过程中，一旦发生异常的现象，就要及时做好故障的处理，才能保障电力设备在带电状态下的安全运行。而变电站的检修工作人员也要配合好厂家的工作，打开110KV高压断路器的灭弧室，可以发现断路器的灭弧室在热膨胀的气缸抱死，只有通过外力才能在现场打开，完成热膨胀气缸滑环的更换后，再次进行检查，保持110KV高压断路器的正常动作[5]。
2、110KV高压断路器在合与分的过程中很容易出现各种异常现象，而异常现象数据和故障都要经过分析，对故障及时处理，才能确定由于断路器灭弧室的热膨胀出现气缸抱死，导致110KV断路器合分的过程中发生异常。
按照制造商提供110KV断路器的说明书，对断路器进行分合闸的操作机构可以分析出灭弧室膨胀气缸抱死影响断路器合闸操作机构的动作影响，影响一般较小，而主要原因就是灭弧室的热膨胀气缸太紧，使合闸与分闸无法达到限定的位置，使分合闸连杆行程缩短，这就会导致断路器在合闸后，弹簧不具备储能，分闸弹簧储能处于合闸状态下，将合闸驱动块的位置处于偏上，保持断路器输出连杆的连接，可以和储能进行子连接，使合闸保持限制的死位，控制断路器处于合闸状态下，无法进行分闸的操作。所以，断路器在合与分的过程中，就会发生很多异常的现象，一般会维持8-9秒，这时的断路器在合闸弹簧的机构储能就完全结束了，而储能可以有效保护擎子与合闸弹簧机构凸轮的连接，可以推动断路器在合闸驱动时离开死位，可以保障断路器完成分闸的操作[6]。
结束语：
综上所述，110KV高压断路器属于变电所重要电力控制的设备，有着灭弧的特点，如果系统处于正常的运行状态，可以切断与接通线路和电气设备空载、负载的电流。如果系统出现故障，断路器可以与继电器共同进行保护配合，可以迅速的切断发生故障的电流，有效防止事故范围的扩大。所以，110KV高压断路器的工作运行状态会直接影响电力系统安全的运行，只有做好断路器拒动现象的处理，才能提高电力系统运行的安全性。
参考文献：
[1]周武仲.电力设备维修诊断与预防性试验[M]. 2版.北京:中国电力出版社, 2010.
[2]卢迪勇，罗伟明，阚涛．防止合闸、跳闸线圈烧坏的反事故措施［Ｊ］．广东电力，2010，23（2）：64-66．
[3]王林川.发电厂电气部分[M].成都:西南交通大学出版社, 2011.
[4]宋丽华．断路器拒动后应采取的措施及其改进建议［Ｊ］．广东输电与变电技术，2012（6）：34-35．
论文作者:肖富贵
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2018年11期
论文发表时间:2019/1/2
标签：断路器论文; 线圈论文; 机构论文; 高压论文; 动作论文; 铁心论文; 发生论文; 《中国电气工程学报》2018年11期论文;