赵川 张帅
福建福清核电有限公司 福建省福清市 350318
摘要：框架式断路器在核电领域一般运用于重要负荷的电源通断，其本身的线路故障、各零件的损坏老化、缺少润滑、外界环境等因素的制约，以及人为操作失误等原因，都会导致框架式断路器不能够正常地运行。论文具体分析了框架式断路器常见故障及原因，并给出实际工作中常用的故障处理方法，对电气工作人员具有一定意义，从而为核电系统的正常运行提供了保障。
关键词：框架式断路器；核电；故障处理
引言
框架式断路器又称万能式断路器，简称ACB，是一种在电力系统广泛应用的机械开关电器，能在正常电路条件下接通，承载以及分断电流，也能在规定的非正常电路条件下接通，承载一定时间和分断电流；与塑料壳式断路器相比，具有隔离性能好，短路分断能力强，防燃防爆等优点。框架式断路器的主要功能是用来分配电能和保护线路、同时具备过载、欠电压、短路等保护功能。在核电领域，由于下游负荷的重要性，框架式断路器能否可靠运行，对整个核电厂的运行起到至关重要的作用。对于故障的正确判断以及及时有效的处理是核电厂正常运行的保障，因此有必要掌握框架式断路器的常见故障分析及处理方法。
1框架式断路器的基本结构
框架式断路器可按操作方式或安装方式进行分类，有手柄，杠杆电磁铁和电动机操作等方式，安装方式包括开关内安装和抽屉式结构安装。目前在核电领域运用较多的框架式断路器主要有西门子的3WLI型，ABB的Emax2型，施耐德的M型，但各厂家的框架式断路器基本结构大体一致，功能类似，本文主要以西门子的3WLI型为例来进行分析[1]。该类断路器采用弹簧储能式操作机构，具备手动和电动储能及手动和电动分合闸操作性能，电动可用直流或交流操作，使用抽屉式安装方式，现场必须与相对应的断路器仓室配合使用。该断路器主要由灭弧室、操作机构、传动及支撑部分等组成，详细构成如图1所示。
图1 断路器基本结构
3常见故障排查与分析
以下内容主要从断路器拒合闸，非正常跳闸，操作不畅3个方面进行了分析。
3.1拒合闸
拒合闸是指按下合闸按钮后断路器无合闸动作，需要从几个方面进行分析。首先检查断路器是否储能正常，框架式断路器必须先储能，后合闸，可通过面板上储能指示进行判断；再则必须判断断路器位置是否正确，即断路器必须在试验位或者运行位才具备合闸条件，此时可通过检查断路器辅助接点状态来进行判断；如果确定断路器未到达合闸位置，可通过操作手柄重新调整断路器，观察断路器位置指示达到“Test（试验位）”或“Connect（运行位）”时，断路器即走到试验位置或运行位置。如排除断路器位置故障，则需要使用工具检查线路[2]。首先需要排除断路器合闸继电器电源的问题，测量合闸继电器两端电压是否符合条件，如果不符合电压条件，则需要检查断路器控制柜内端子排与接线的连接是否松动；电路上如果没问题，就很可能是机械传动方面的故障，通常是合闸机构卡涩、合闸线圈故障、欠压线圈损坏和合闸传动半轴变形[3]等4种原因，根据上述方法判断故障原因，一般可解决问题。拒合闸常见故障的主要原因及处理对策。
3.2非正常跳闸
这种情况通常是由设备故障导致的断路器跳闸，其原因与对策为：①欠压回路失电，欠压线圈两端失去电压，可能是电源接线松动或上游供电设备故障导致失电跳闸，需进一步测量确定故障原因。②欠压线圈损坏，欠压线圈一直处在带电的状态，时间长了就会出现设备老化[4]，导致断路器出现跳闸。其对策为：定期更换欠压线圈；按照负荷的类型，将欠压线圈拆除掉。③电子脱扣器误动作，其实是因电子脱扣器本身出现故障引起的误动作，其次则是现场用电环境较为恶劣，从而使得电路中出现浪涌、谐波等影响了电能质量干扰源，导致脱扣器误动作。解决方法是评估现场电能情况，根据实际情况消除干扰源。④分闸机构机械故障，分闸弹簧卡销断裂和分闸传动杆断裂也是较为常见的故障原因。通过对历史故障数据统计得到，最常见的非正常跳闸故障多是由欠压回路失电导致，而欠压回路失电最有可能的情况就是电源端子松动或上游供电设备失电，此时使用工具对线路进行逐一排查就能确定故障原因。非正常跳闸故障的主要原因及处理对策。
3.3操作不畅
操作不畅应当结合不同的操作阶段来展开分析。假如开始阶段操作不流畅，很可能是因为断路器放置的位置不正确、丝杆存在问题，或者是润滑油脂发生变质等。如果是操作前期较为顺畅，而在工作位时出现了机械卡涩方面的问题，则应当检查断路器动触头以及静触头之间是否匹配，还要检查与静触头连接的铜牌有没有变形，使得静触头的位置发生变化。操作手柄由于经常转动，丝杆与杆槽间相互摩擦，产生金属碎屑，掉落在杆槽内，时间长久后，碎屑堵塞杆槽，导致断路器操作不畅。一般涂抹润滑脂能有效地缓解摩擦，减少金属碎屑产生，延长丝杆寿命，但随着时间的延长，润滑脂氧化变质，黏稠度增加，甚至硬化，也会导致丝杆无法前后移动。润滑脂变质导致的卡涩最为常见，定期更换润滑油脂能避免故障发生[5]。断路器操作不畅的主要原因及处理对策。
结束语
现阶段在核电领域中，框架式断路器是应用在重要干线的主要电气设备，采购价格较高，所以安装调试过程中应加强检修管理，强调规范规程与制度，重视设备的检查维护，润滑等工作，提高框架式断路器的检修能力。实践经验表明，充分了解掌握分析方法，可减少处理故障的时间，提高处理故障问题的效率。正确判断出电力系统中各类断路器出现故障的原因，及时的预防和处理故障问题，有效地降低故障率及事故所带来的不便和造成的不必要损失，从而保证电厂正常运行。本文对核电领域中的框架式断路器运行中发生的各种故障缺陷进行了原因分析并提供了对应的处理对策，希望能对相关问题的查找和消除起到一定的作用。
参考文献:
[1]孙曙光, 张强, 杜太行,等. 一种基于振动信号的框架式断路器机械故障程度评估方法:, CN 107101813 A[P]. 2017.
[2]孙曙光, 杜太行, 耿宾,等. 框架式断路器关键附件电气参数检测与试验技术研究[J]. 电测与仪表, 2016, 53(9):112-119.
[3]李钢, 肖峰. 框架式断路器常见故障分析[J]. 电子测试, 2016(1):121-122.
[4]滕虎. Masterpact M系列框架式低压断路器的常见故障及维护保养[J]. 电世界, 2018(3).
[5]孙曙光, 张强, 杜太行,等. 基于操作附件电流的框架式断路器故障诊断及程度评估方法:, CN107219457A[P]. 2017.
论文作者:赵川,张帅
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/15
标签：断路器论文; 框架论文; 故障论文; 操作论文; 核电论文; 原因论文; 润滑脂论文; 《防护工程》2018年第14期论文;