彈簧儲能機構斷路器控制回路燒壞合閘線圈的防范研究

杜正松

摘要：高壓斷路器作為電力系統重要組成部分，對維持系統運行安全性與可靠性具有重要意義，需要保證其始終維持在最佳運行狀態，因此需要采取必要措施對其運行過程進行監控，避免其自身出現問題，甚至會造成合閘線圈燒壞。基于斷路器控制回路故障，可靠判斷分、合閘線圈是否被燒壞，然后從專業角度出發，采取措施來進行問題防范，為電力系統可靠運行提供保障。

關鍵詞：斷路器；控制回路；合閘線圈

彈簧儲能機構為斷路器比較新型的操作機構，可以進一步對斷路器整體性能進行優化，其采用手動或者電動操作的方式，相比傳統電磁操作機構，合閘速度更快，并且可實現自動重合閘。針對彈簧儲能機構斷路器控制回路燒壞合閘線圈問題進行分析，采取有效方法判斷分、合閘線圈是否被燒壞，并確定問題影響因素，有針對性的提出應對措施，提前對該類故障進行有效防范，確保斷路器可以始終保持在最佳運行狀態，提高供電安全性。

一、斷路器控制回管理分析

斷路器在電力系統中的應用，對維持供電系統運行可靠性與安全性具有重要作用。其具有可靠的動力單元，以及功能完善的高速傳動機構與滅弧裝置，可以對任何情況下的電路電流進行接通或斷開，對供電系統運行起到了控制以及保護綜合作用。通過斷路器一方面可以作為供電系統控制設備，基于系統運行方式來對要求進行調整，促使相應電力設備以及線路投入或退出供電[1]。

二、斷路器控制回路燒壞合閘線圈原因

（一）斷路器運行要求

電力系統運行中合閘線圈被燒毀的事故發生概率較大，對于系統合閘線圈的設計，一般均按照短時通電設計，出現被燒壞的情況，可初步判斷為電流無法正常切斷，長時間通電后被燒壞。對于正常電力系統，均會設置有斷路器，在接受到繼電保護與自動裝置跳、合閘命令后，以毫秒級速度執行跳閘動作，確保可以最短時間內切除故障，避免事故范圍的進一步擴大[2]。

（二）分合閘線圈燒毀判斷

圖1所示為常用10kV彈簧儲能機構斷路器部分控制回路，判斷分、合閘線圈是否被燒壞，可對分閘線圈TQ以及合閘線圈HC運行狀態進行分析，被燒壞后其內部銅線不導通。處于分閘狀態時，合閘回路DL輔助觸點閉合，正常運行時負電能到達節點7，可完成7對地電壓的測量，假如為正電壓（+110V），則表示合閘線圈HC被燒壞內部銅線不導通[3]。相應處于合閘狀態時，正電壓下節點為37，證明分閘線路TQ被燒壞內部銅線不導通。另外，如果控制電源處于停電狀態，同樣可以對分閘線圈TQ以及合閘線圈HC電阻進行測量，如果測試結果顯示電阻無窮大，則證明線圈已經被燒壞。并且，在合閘線圈被燒毀后，距離開關柜較近時，有可能會聞到燒焦味道。

繼電器部分控制回路（KK表示分合閘控制把手；TBJ表示跳閘保持斷路器；SJ表示重合閘充電時間斷路器；TWJ表示調跳位監視繼電器；ZJ表示重合閘自保持繼電器；HWJ表示合位監視繼電器；XJ表示重合閘信號繼電器；HC表示合閘線圈；SA表示試驗按鈕；TQ表示分閘線圈；JSJ表示后加速繼電器；BCJ表示保護起動繼電器）

（三）線圈燒毀原因分析

基于系統線圈設計特點可以確定，線圈被燒壞的原因，即無法正常斷電，長時間流通大電流。基于分合閘運行狀態分析，分閘線圈TQ與合閘線圈HC流通電流滿足分閘、重合閘動作后，兩線圈失電均通過輔助觸點DL作為唯一斷開點，但是對于手動合閘操作，可以通過KK返回到合閘位置，使得合閘線圈HC失電。即分閘、合閘動作過程中，僅存在DL無法動作斷開，分閘線圈TQ與合閘線圈會持續流通電流，直到最后線圈被燒毀[4]。在手動合閘操作過程中，KK返回到合閘位置后，合閘線圈HC進入到失電狀態，由此可判斷合閘線圈HC失電不僅僅可以通過DL實現。

三、斷路器控制回路燒壞合閘線圈防范要點

（一）設置時間繼電器

根據輔助觸點DL無法正常斷開的原因，來確定斷路器控制回路曬壞合閘線圈的防范措施，除了要改善彈簧儲能操作機構以及輔助開關自身產品質量以外，還需要對控制回路進行優化。其中，加設時間繼電器，為最為常見的方法手段，當合閘回路常閉觸點TBJ止節點7間、分閘回路TQ節點37至DL堵住觸電間對一對通電延時動作時間繼電器SJ延時斷開常閉觸點進行串聯處理。將時間繼電器線圈證電源與節點7與37連接時，節點上電壓無法滿足時間繼電器運行所需，便可以繼續往前接。

（二）提高回力可靠性

在確定時間繼電器并聯或者串聯分閘線圈TQ與合閘線圈HC時，要滿足繼電器在回路內得電后能夠可靠斷開常閉觸點的基本要求。如果確定應用串聯方法安裝，如果繼電器線圈被燒壞，分閘線圈TQ與合閘線圈HC將會因為繼電器線圈不導通出現開路情況，情況嚴重時將會導致保護跳閘或者重合閘失敗，無法控制事故范圍。綜合分析可采取并聯安裝方法，即便繼電器線圈被損壞，但是常閉觸點處于可接通狀態，確保控制回路回復到未加裝該事件繼電器的狀態。

結束語：

彈簧儲能機構斷路器控制回路造成合閘線圈被燒毀，在電力系統運行中比較常見，為提高供電系統運行可靠性與穩定性，必須要針對線圈燒毀原因進行分析，然后基于斷路器控制回路特點，確定最有效的防范措施，爭取提高控制回路運行可靠性。

參考文獻：

[1] 劉煌煌.一種防止合閘線圈燒毀的SF6斷路器彈簧機構合閘控制回路[P].福建：CN205723317U，2016-11-23

[2] 王黎明.一種真空斷路器彈簧操作機構合閘控制回路[P].湖北：CN202423111U，2012-09-05

[3] 王接旭，張海燕，龍騰云，王江峰，李益浩，董朝賓，馬宏彬.斷路器彈簧操作機構合閘線圈防燒自動保護裝置[P].河南：CN201845666U，2011-05-25

[4] 陳烽，周偉，范智翔，陳文勤，李敏.彈簧儲能機構斷路器控制回路燒壞合閘線圈的防范措施[J].中國西部科技，2011，10（10）：24-25