淺談斷路器故障分析及處理方法

吳越

摘 要 斷路器是電力系統中重要的開關設備，它擔負著控制和保護的雙重任務。本文對斷路器進行分類總結，主要對拒合、拒跳、誤合、誤跳這四種常見故障進行分析，給出了相應的處理方法。

關鍵詞 斷路器 故障分析 處理方法

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A

Discussion on the Failure Analysis of Circuit Breaker and Processing Method

WU Yue

(Anhui Chuzhou Power Company, Chuzhou, Anhui 239000)

Abstract Circuit breaker is an important device in electric power system, it's role is to protect and control the system. This article summarizes the classification of circuit breaker and mainly analyzes four kinds of error conditions: refused to close, refused to open, mistaken close, mistaken open, then gives the corresponding processing method.

Key words circuit breaker; failure analysis; processing method

0 引言

斷路器作為一種開關設備，在電力系統中得到了廣泛的應用。當電力系統正常運行時，斷路器能夠承載正常的業務，而當電力系統發生故障時，斷路器必須在規定的時間內、規定的條件下斷開故障線路，保護整個電力系統的安全，最大限度地降低損失。因此，斷路器在整個電力系統中有著極為重要的地位和作用。

1 斷路器的分類

斷路器種類繁多，采用不同的分類方法可以得到不同的結果。根據工作原理或者采用絕緣材料的不同，電力系統中有熱斷路器、磁斷路器、真空斷路器等幾種常見的斷路器。

熱斷路器：主要包括兩個部分：普通電路和一個金屬保護片，金屬片是與電路串接的，當電流過載時，金屬片會發熱導致變形從而切斷電路，達到保護的作用。保險絲的保護原理是當電路負載過大時會自動熔斷，從而使電路斷開，它不能自動復原，需要人工接入新保險絲后才能正常工作。那么與一般的保險絲相比，熱斷路器有一個非常顯著的優點：電路過載時金屬發生變形而不是熔斷，這個過程是可逆的。電路過載跳閘后經過一定的時間能夠重新復位，所以熱斷路器一般用于限流保護。熱斷路器的保護特性主要依賴于金屬片發熱特性，如果金屬片的發熱特性好，那么斷路器對電路的靈敏性就越高，反之亦然。所以通常人們根據不同的需求來選擇不同的熱斷路器。

磁斷路器：在熱斷路器的基礎上發展起來的一種新型斷路器。主要包括電路和電磁鐵，電路中包括一個可以上線移動的金屬片，上移時電路斷開，下移是電路接通，該金屬片通常位于電磁鐵的正下方，電磁鐵其實就是帶線圈的鐵芯。磁斷路器的保護原理是：當電路負荷過大時，過載電流通過線圈會產生磁場，如果磁性到達一定的程度，線圈鐵芯就能吸引回路中的金屬片。金屬片因為受到鐵芯的吸引上移而斷開電路，隨著回路電流的消失，鐵芯的磁性也逐漸降低，當吸引力小于金屬片的重量時，金屬片下移從而接通電路。磁斷路器的工作特性主要取決于線圈鐵芯的磁性，一般來說，帶線圈的鐵芯對環境溫度比較敏感，所以在溫度較高的環境下，磁斷路器的額定電路一般需要降低。

真空斷路器：真空斷路器主要是由真空滅弧室、支持框架以及操動機構三部分所組成，真空滅弧室是真空斷路器的主要元件，在一只玻璃管內，密封著所有滅弧元件。分、合閘時，通過動觸桿運動，拉長或壓縮波紋管而不破壞滅弧室內的真空，在動、靜觸頭外圍四周裝有屏蔽罩，其作用是防止觸頭間隙燃弧時所產生的金屬蒸汽、金屬離子和金屬液滴等飛濺在玻璃殼的內壁上而破壞其絕緣性能。真空斷路器因其滅弧介質和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質都是高真空而得名；其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優點，在配電網中應用較為普及。

2 斷路器常見故障分類及處理方法

無論是熱斷路器、磁斷路器還是真空斷路器，常見的故障主要是“拒合”、“拒跳”、“誤合”、“誤跳”這四種，基于生活工作的經驗，下面就這四個方面的故障作詳細的分析說明。

2.1 “拒合”故障的判斷和處理

“拒合”是指當需要電路接通時，對斷路器進行合閘操作，但是由于某種原因造成斷路器合閘失敗的情況。一般來說，“拒合”故障的危害性比較小，當斷路器發生“拒合”的情況，我們只需要切斷電源，更換斷路器就能及時地解決問題。但是如果是電源設備斷路器發生“拒合”，整個系統都會因為沒電而癱瘓，造成巨大的損失。對于斷路器“拒合”的故障情況，我們一般按照以下三步進行：（1）仔細檢查斷路器跳閘開關是否損壞，若完好，分析是否是因為操作不當引起的“拒合”然后重新合閘。（2）若合閘后電路仍然不通，檢查是否因為電路回路方面的原因，比如電路處于開路狀況。（3）如果電路正常，但是仍不能“合閘”，則說明是斷路器的機械故障，此時應該停用該斷路器，準備檢修更新。

對于機械故障，斷路器的檢修流程分析如下：仔細對照斷路器的接線圖，看斷路器內部線路是否出現問題，若合閘前紅、綠燈都不亮，則可以說明回路出現了開路。此時就要檢查回路上各個原件是否都正常工作、是否存在接觸不良的情況。若合閘后綠燈亮而紅燈不亮，則說明斷路器的操作手柄位置不對應，斷路器未合上，此時應該撥動斷路器的操作手柄，讓其處于合閘狀態之中。若綠燈亮，紅燈經常性的閃爍，則說明斷路器的合閘手柄接觸不良，比如常閉接點沒有斷開，常開接點又沒有合上，機械性的磨損等類似的原因導致這種現象的發生，當然也有可能是由于合閘回路斷線或合閘紅燈或者綠燈燒壞等，此時應該對手柄進行檢修，根據具體情況采取相應的措施。

2.2 “拒跳”故障的判斷與處理

斷路器“拒跳”是指當電路過載或者是其他一些原因需要斷路器跳閘時，斷路器不能正常的執行該動作的現象。當斷路器發生故障而發生“拒跳”時，電氣設備原件將會被燒壞，甚至是引起電源斷路器跳閘，造成大面積的停電。相比較與“拒合”， “拒跳”給電力系統帶來的危害更大。

對于“拒跳”，我們常常根據以下方法來進行處理：首先根據事故現象，判斷是否屬于斷路器“拒跳”事故類型。如果電路中的電壓或者電流參數明顯高于額定設置值，其它保護裝置已產生告警，觀察發現而斷路器還處于閉合狀態，這種情況下，說明斷路器發生“拒跳”。

確定故障原因為斷路器“拒跳”后，除容易處理的電氣故障以外，對一時難以修復的機械故障，都應該立即切斷電源，報告上級調度，轉為停用、檢修處理。根據相關理論和日常工作經驗，對斷路器“拒跳”發生以后，我們常按照以下步驟進行處理：（1）首先檢查斷路器的額定電壓和額定電流參數是否設置正確，分析故障原因是否為額定值太大從而不能達到斷路器跳閘的條件。（2）然后檢查斷路器內部跳閘回路是否完整，進而查看線圈鐵芯是否正常，如果電路部分正常而斷路器還是“拒跳”，則說明是該故障為機械性故障。

比較常見的機械性故障原因有：觸頭的焊接不牢固或者機械性卡死，跳閘桿被異物卡住、傳動設備跳閘鐵芯機械力不夠，斷路器鐵芯磨損過度等等。此時，根據具體的機械故障原因采取與之對應的解決辦法。

2.3 “誤合”故障的判斷和處理

“誤合”是指系統處于正常的運行狀態中，對斷路器沒有采取任何操作的情況下，斷路器自動合閘的現象。通常來講，“誤合”通常是發生在斷路器跳閘時，工作人員對系統設備進行維護檢修的過程中，發生這種事故不僅能燒毀測試維修工具，甚至會威脅到電力工作人員的生命安全。

發生這類故障是應該按照如下方法處理：（1）首先核對斷路器的額定參數是否正確設置，額定值太低會很容易達到閉合的條件從而使斷路器自動閉合。（2）其次應該檢查是否人為的進行合閘操作。假如斷路器的操作手柄位于跳閘檔位，紅燈亮著，回路中電力表記有顯示，則表明斷路器已經合閘，為典型的“誤合”故障。

常見的“誤合”原因可能有：回路中正、負兩級接地短路；合閘控制回路因為磨損接觸不良；斷路器內部元件發生故障；合閘閉合器線圈的電阻太小、啟動電壓又偏低，當直流系統在短時間內發生脈沖時，就會引起斷路器發生“誤合”。

不管是什么原因造成斷路器“誤合”，發生故障后，現場工作人員應該立即把“誤合”的斷路器斷開，仔細檢查分析發生“誤合”的原因。分析電氣和機械兩方面的原因。如果是參數設置錯誤，則應該馬上更改，如果是電氣回路出現問題，則立即檢測修復，如果是機械性故障，說明斷路器性能不穩定，需要馬上更換。若情況復雜且發生故障的原因不詳，應立即報告上級調度部門進行進一步的處理。

2.4 “誤跳”故障的判斷和處理

“誤跳”是指當系統正常運行時，在沒有對斷路器進行任何操作的情況下，斷路器自動跳閘的現象。通常來講，如果不是重大的事故，發生“誤跳”后，我們只需要把斷路器重新合閘就行，相對于其他的故障，“誤跳”帶來的損失比較小。對于常見的“誤跳”故障，我們一般按照如下三個步驟進行處理：（1）首先，應檢查確認是否屬于工作人員錯誤操作而引起的，如果是，則應該應排除開關故障原因，立即送電。（2）若不是人員誤操作引起的，則根據現場故障的特征，判斷是否為“誤跳”。即跳閘前表計、信號指示正常，表示系統無短路故障。跳閘后，綠燈連續閃光，紅燈熄滅，該斷路器回路的電流表及有功、無功表指示為零。（3）“誤跳”發生時，經過適當處理后立即合閘，若斷路器還是出現“誤跳”則應該停用該斷路器，進一步分析其電氣和機械方面的故障原因。

常見的電氣和機械故障分別有：繼電保護設定值不恰當；電流電壓互感器回路發生故障；電力系統出現接地短路，使正、負極電源接通。機械故障主要包括：拖架彈簧變形；跳閘脫扣結構不結實；拖架坡度過大或者滾輪在拖架上的接觸面較少等。

3 結束語

斷路器的種類和型號多種多樣，雖然其材料或者結構設計上有所不同，但是他們的工作原理差不多一樣，在電力系統中都是起到保護和控制的雙重作用，所以在運行中發生的故障類型也差不多相同。本文先是對常見的斷路器進行分類，接著對幾種典型的斷路器常見故障進行匯總整理，并根據故障情況討論了事故的分析及處理方法。在實際生活工作中，斷路器故障往往是幾種常見故障的組合，這時我們需要根據故障的實際情況，進行綜合分析，找出具體原因后，及時有效地進行故障處理和制訂措施，將故障帶來的損失降到最低。

參考文獻

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