SB6-245型SF6斷路器二次回路解析

崔猛，王鵬，張志超，陳冰

(保定供電公司，河北保定071000)

1 引言

SB6型SR斷路器是MAGRINI GALILEO公司生產(chǎn)的自能式斷路器，操動(dòng)機(jī)構(gòu)在斷路器本體內(nèi)，與本體成為一體。它利用斷口內(nèi)壓縮的氣體勢(shì)能來驅(qū)動(dòng)主動(dòng)觸頭。按照氣體勢(shì)能的大小可以將斷路器本體分為兩部分:高壓室、低壓室。高壓室為滅弧室，主要包括動(dòng)、靜觸頭;低壓室為操動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要包括活塞、雙穩(wěn)葉片彈簧、壓縮機(jī)、SF6氣體壓力開關(guān)、輔助開關(guān)以及分、合閘閥組。其工作原理為:動(dòng)觸頭由施加在活塞上的壓力差來驅(qū)動(dòng)，該活塞位于高壓室和低壓室之間。控制信號(hào)傳到前、后氣體雙向電磁閥后，即可斷開和閉合觸頭，操作完畢后，高壓室內(nèi)壓力降低，這時(shí)由壓縮機(jī)恢復(fù)高壓室額定壓力。

本文在介紹SB6型原理的基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)斷路器二次控制部分進(jìn)行解析，詳細(xì)贅述分合閘回路、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)及控制回路，對(duì)檢修人員在學(xué)習(xí)、處理二次回路相關(guān)問題的過程中提供很好的參考。

2 斷路器控制回路基本要求及識(shí)圖方法

2.1 控制回路基本要求

(1)斷路器操作機(jī)構(gòu)中的合、跳閘線圈是按短時(shí)通電設(shè)計(jì)的，故在合、跳閘完成后應(yīng)自動(dòng)解除命令脈沖，切斷合、跳閘回路，以防合、跳閘線圈長時(shí)間通電;

(2)電磁操作機(jī)構(gòu)，合閘線圈電流很大(35～250A左右)，須通過合閘接觸器接通合閘線圈;

(3)應(yīng)具有防止多次合、跳閘的電氣防跳措施;

(4)斷路器既可利用控制開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)跳閘與合閘，又可由繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置自動(dòng)跳閘與合閘;

(5)應(yīng)能監(jiān)視控制電源及合、跳回路的完好性;應(yīng)對(duì)二次回路短路或負(fù)荷進(jìn)行保護(hù);

(6)應(yīng)有反映斷路器狀態(tài)的位置信號(hào)和自動(dòng)合、跳閘的不同的顯示信號(hào);

(7)對(duì)于采用氣壓、液壓和彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器，應(yīng)有壓力是否正常、彈簧是否拉緊到位的監(jiān)視回路和閉鎖回路;

(8)對(duì)于分相操作的斷路器，應(yīng)有監(jiān)視三相位置是否一致的措施;

(9)接線應(yīng)簡(jiǎn)單可靠，使用電纜芯數(shù)應(yīng)盡量少。

2.2 控制回路識(shí)圖方法

(1)圖紙中注意橫坐標(biāo)(1-2-3-4……，圖紙頂部)、縱坐標(biāo)(A-B-C-D-E…..，圖紙左側(cè))。

(2)圖紙中每一元件都有相應(yīng)的標(biāo)識(shí)及位置編號(hào)。如43CT(017-4B)，即43CT繼電器在圖紙017頁中，對(duì)其有說明。

(3)圖紙中相位標(biāo)注與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)同，在圖紙第一頁中有相位對(duì)應(yīng)，即Phases Correspondence:R=A，S=B，T=C。

(4)看圖前注意圖紙中所標(biāo)明的設(shè)備狀態(tài)(002中說明“無電壓”、“無壓力”、“斷路器處于分閘狀態(tài)”)預(yù)先了解設(shè)備狀態(tài)，才能在后面圖紙中清楚了解繼電器、接觸器、接點(diǎn)等設(shè)備的狀態(tài)。

3 斷路器控制回路

3.1 斷路器合閘回路

圖1 斷路器合閘、防跳回路

如圖1所示，合閘控制回路包括兩條并聯(lián)支路，1條支路串有合閘閉鎖繼電器與防跳繼電器的1對(duì)接點(diǎn)，熱敏電阻，輔助開關(guān)的2對(duì)接點(diǎn)，合閘線圈(在其兩端并有操作計(jì)數(shù)器線圈)。另1條支路串有輔助開關(guān)的1對(duì)接點(diǎn)(在其兩端并有防跳繼電器的1對(duì)接點(diǎn))和防跳繼電器的線圈。整條回路用于實(shí)現(xiàn)合閘、防跳、合閘閉鎖、記錄合閘次數(shù)等控制功能。

(1)43RL為斷路器遠(yuǎn)近控切換開關(guān)，當(dāng)43RL在就地位置時(shí)，7-4接點(diǎn)接通(R極為例)，3-4接點(diǎn)斷開，因此，斷路器的合閘只能通過跳合閘開關(guān)43CT實(shí)現(xiàn)。在控制室內(nèi)或測(cè)控裝置上的操作將失效;當(dāng)43RL在遠(yuǎn)方位置時(shí)，7-4接點(diǎn)斷開，3-4接點(diǎn)接通，因此，跳合閘開關(guān)43CT失效，斷路器的合閘操作需通過操作箱的控制回路(后臺(tái)、測(cè)控、或KK開關(guān))實(shí)現(xiàn)。

(2)43RL因圖中在“遠(yuǎn)”控位置，所以其接點(diǎn)3-4閉合，當(dāng)其在“近”位置時(shí)，7-4接點(diǎn)閉合。

(3)前面已講到，本圖中所標(biāo)明的斷路器狀態(tài)在“分閘”位置，所以輔助開關(guān)521的兩對(duì)常閉接點(diǎn)閉合。

(4)XC1為合閘閉鎖繼電器，當(dāng)斷路器在某些條件下(如SF6氣壓降低，壓力開關(guān)動(dòng)作時(shí))，該接觸器勵(lì)磁，串入合閘回路的常開接點(diǎn)打開，閉鎖合閘回路，如圖中所示，XC1未勵(lì)磁，因圖中標(biāo)明的設(shè)備狀態(tài)是“無壓力、無電源”。值得注意的一點(diǎn)是:斷路器正常運(yùn)行情況下，該接觸器應(yīng)是失磁的，串入合閘回路的常開接點(diǎn)閉合，使斷路器合閘操作成為可能。

(5)熱敏電阻的作用:本條回路中加入了熱敏電阻，目的是怕電流過大或長時(shí)間通電造成線圈發(fā)熱損壞，串個(gè)熱敏電阻，當(dāng)電流突然增大，電流經(jīng)過熱敏電阻必然發(fā)熱，從而它電阻也增大，起到保護(hù)電路的目的。

3.2 斷路器防跳回路

所謂防跳回路指因合閘脈沖一直存在，合閘回路接通，當(dāng)合閘于故障點(diǎn)時(shí)，保護(hù)將動(dòng)作跳開斷路器，但因合閘脈沖一直存在，斷路器將合閘于故障點(diǎn)上，保護(hù)再將斷路器跳開，斷路器將反復(fù)分合，這種情況稱為開關(guān)跳躍，防跳的目的即是防止開關(guān)發(fā)生跳躍的情況。

在SB6型開關(guān)中，防跳功能通過防跳繼電器Y-R及其接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，正常情況下，Y-R繼電器不勵(lì)磁，合閘結(jié)束后，斷路器輔助接點(diǎn)521-R的5-8接通，若此時(shí)合閘脈沖已消失，Y-R也不會(huì)勵(lì)磁，但若合閘脈沖一直存在，例如合閘按鈕接點(diǎn)未返回，通過斷路器輔助接點(diǎn)521-R的5-8使防跳繼電器Y-R勵(lì)磁，將Y-R的接點(diǎn)5-8接通(自保持回路，直到合閘脈沖消失后返回)，Y-R勵(lì)磁后，串入合閘回路的常閉接點(diǎn)1-2打開，使斷路器不能合閘，從而實(shí)現(xiàn)防跳功能。

3.3 斷路器分閘回路

SB6型斷路器分閘控制回路有兩套，其基本原理和實(shí)現(xiàn)方法一致，均與與合閘控制回路結(jié)構(gòu)類似，如圖2所示，回路串有遠(yuǎn)方/就地選擇開關(guān)、分閘閉鎖繼電器1對(duì)接點(diǎn)，熱敏電阻，輔助開關(guān)的2對(duì)接點(diǎn)，分閘線圈。

(1)遠(yuǎn)近控切換開關(guān)43RL、熱敏電阻等在分閘回路中的運(yùn)用于合閘回路相同，注意:所有保護(hù)動(dòng)作跳閘的入口均在操作箱的控制回路，若43RL在就地位置，保護(hù)將不能跳開此斷路器。

圖2 分閘控制回路

(2)XA1為分閘閉鎖繼電器，當(dāng)斷路器在某些條件下(如SF6氣壓降低，壓力開關(guān)動(dòng)作時(shí))，該接觸器勵(lì)磁，串入分閘回路的接點(diǎn)打開，閉鎖分閘回路，用法與合閘閉鎖繼電器相同。

(3)跳閘監(jiān)視回路:值得說的是，與合閘監(jiān)視不同，跳閘監(jiān)視回路串入的接點(diǎn)包括遠(yuǎn)近控切換開關(guān)43RL和分閘閉鎖繼電器各一對(duì)接點(diǎn)。

3.4 斷路器分、合閘閉鎖回路

合閘閉鎖控制回路，由1對(duì)SF6氣體壓力開關(guān)的接點(diǎn)與合閘閉鎖繼電器線圈串聯(lián)而成。其中三相的氣體壓力開關(guān)接點(diǎn)相互并聯(lián)后，再與合閘閉鎖繼電器線圈串聯(lián)。因此只要三相中任何一相的氣體壓力開關(guān)接點(diǎn)閉合，就能夠啟動(dòng)合閘閉鎖繼電器。當(dāng)壓力降低到整定值時(shí)，氣體壓力開關(guān)的接點(diǎn)閉合，就可以啟動(dòng)合閘閉鎖繼電器。通常，分合閘經(jīng)過一個(gè)循環(huán)即可出現(xiàn)合、分閘閉鎖。如圖3所示。

圖3 分合閘閉鎖回路

3.5 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路

電機(jī)控制回路由三條單獨(dú)的直流電源供電，回路分別串有由三只二極管、氣體壓力開關(guān)、電機(jī)啟動(dòng)繼電器、電機(jī)停止繼電器組成。另外通過D7、D8、D9三只二極管與氣體壓力異常延時(shí)繼電器相連，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和發(fā)出相關(guān)信號(hào)。

以R極為例，圖4為單相壓縮機(jī)控制回路原理圖，其中63為壓力開關(guān)，XP為壓縮機(jī)起動(dòng)繼電器，X63為壓縮機(jī)停止繼電器，XB為時(shí)間繼電器其接點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作，動(dòng)作后發(fā)SF6氣體濃度降低信號(hào)，所以我們也可以稱之為信號(hào)繼電器。如圖所示，當(dāng)斷路器進(jìn)行分合閘操作后，上部氣室氣體壓力降低，壓力開關(guān)63接點(diǎn)11、12閉合，XP繼電器得電起動(dòng)，接通壓縮機(jī)電源，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)將低壓擴(kuò)展室的SF6氣體充入上部氣室，同時(shí)XB繼電器也得電。當(dāng)上部氣室氣壓達(dá)到壓縮機(jī)停止壓力0.71MPa時(shí)，壓力開關(guān)63接點(diǎn)11、12斷開，接點(diǎn)11、13閉合，于是X63繼電器得電動(dòng)作，將XP、XB繼電器切斷，則壓縮機(jī)停止，信號(hào)繼電器返回，不發(fā)SF6氣體濃度降低信號(hào)。如果此時(shí)斷路器內(nèi)SF6氣體濃度降低，上部氣室壓力不能達(dá)到壓縮機(jī)停止壓力0.71MPa，壓力開關(guān)63接點(diǎn)11、12就一直閉合，壓縮機(jī)就會(huì)一直運(yùn)轉(zhuǎn)，時(shí)間繼電器XB(整定值為20min)就會(huì)一直動(dòng)作，20min后其延時(shí)接點(diǎn)接通，發(fā)SF6氣體濃度降低信號(hào)。

圖4 電機(jī)控制回路

其實(shí)導(dǎo)致XB繼電器動(dòng)作的原因很多，在此筆者歸納以下幾點(diǎn):①當(dāng)壓力開關(guān)損壞時(shí)，即壓力開關(guān)63彈簧不能返回時(shí)，使接點(diǎn)11、12閉合，從而超過20分鐘;②電機(jī)故障，電機(jī)達(dá)不到0.71，停止繼電器不能停止;③啟動(dòng)繼電器發(fā)生接點(diǎn)粘連，即XP的4，7一直閉合，導(dǎo)致回路一直導(dǎo)通;④停止繼電器X63損壞，不能啟動(dòng);⑤發(fā)生真正的漏氣，造成XB繼電器動(dòng)作。

二極管在電機(jī)控制回路中的作用只有兩點(diǎn):①隔離電源，即保持三套電源的獨(dú)立，為了有效的進(jìn)行分合閘控制;②為電機(jī)控制回路提供多套電源，確保回路運(yùn)行正常。

3.6 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)回路

電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)回路采用的單相交流電源，當(dāng)?shù)度坶_關(guān)IMT合閘后，在滿足電機(jī)啟動(dòng)條件后即電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)繼電器XP啟動(dòng)后，電機(jī)啟動(dòng)繼電器XM啟動(dòng)，則XM的21、41閉合，在啟動(dòng)電容的作用下電機(jī)啟動(dòng)。

另外電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)回路中還隱含在另一條加熱回路，串有刀熔開關(guān)、3極電機(jī)繞組、3極XP繼電器中2、8和3、9兩對(duì)常閉接點(diǎn)、熱動(dòng)開關(guān)23，在XP未啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，而此時(shí)通過單相電源對(duì)低壓室進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱到一定值時(shí)，熱動(dòng)開關(guān)23將回路切斷。

圖5 電機(jī)回路

4 結(jié)束語

馬格里尼SB6型斷路器以其可靠的性能，較小的維護(hù)工作量，受到廣大用戶的青睞，雖然SB6斷路器故障率很低，但作為一個(gè)檢修工作者還是應(yīng)該努力學(xué)習(xí)、掌握這種設(shè)備的動(dòng)作原理及檢修工藝，否則在工作中就會(huì)造成一些被動(dòng)。

本文在介紹SB6型原理的基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)其二次回路部分進(jìn)行解析，通過介紹合閘回路、防跳回路、分閘回路、電機(jī)控制回路極電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)回路，給出了相關(guān)回路控制原理，并對(duì)重點(diǎn)器件進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說明，對(duì)檢修人員在學(xué)習(xí)、處理二次回路相關(guān)問題的過程中提供很好的參考。

［1］SDL/T 596-1996.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)［S］.1997.

［2］朱寶森.SF6斷路器技能考核培訓(xùn)教材［M］.北京:中國電力出版社，2003.