高壓斷路器開關機構儲能二次回路缺陷的改進

李磊

摘 要：隨著科學技術的大力發展，國家供電事業越做越好，提升給人們工作、生活上的保障，而繁重的電力需求讓供電企業也時常分身乏術。雖然隨著技術提升很多狀況都得到了良好改善，但依然會經常發生顯見的二次回路故障，二次回路故障幾乎可以說是高壓斷路器在當下的主要故障。因此，筆者就此問題展開詳細分析與論述，希望可以對高端斷路器故障有所幫助，使其發生率有效降低。

關鍵詞：高壓斷路器；開關；二次回路；改進

中圖分類號：TM561 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）22-0128-02

Abstract： With the vigorous development of science and technology， the national power supply industry is getting better and better， to promote people's work and life protection， and the heavy demand for power supply enterprises are often divided into a lack of skills. Although many conditions have been improved with the improvement of technology， the secondary circuit failures still occur frequently. The secondary circuit faults are almost the main faults of high voltage circuit breakers at the present time， which can be said that the secondary circuit breakers are the main faults of high voltage circuit breakers. Therefore， the author carried out a detailed analysis and discussion on this issue， hoping to help high-end circuit breakers to effectively reduce the incidence of fault.

Keywords： high voltage circuit breaker； switch； secondary circuit； improvement

1 概述

1.1 高壓斷路器

高壓斷路器是非常重要的電氣設備，它是用來進行高壓電路電流切斷與閉合的，對空載、負荷電流進行相關操作，而且每當發生故障的時候，它就會和自動裝置配合在一起進行電力系統的保護，很快就將故障電流進行切斷，不但將停電事故有效減少，還對電力事故起到抑制范圍擴大的作用，對電力系統產生保障作用，使其安全有效運行。

1.2 二次回路原理

就電力系統來說，往往會根據電氣設備的作用，進行一次、二次設備的劃分，一次設備通常是進行電能直接分配、生產和輸送的電氣設備類型，具體來說以此設備主要有目前、電力變壓器、隔離開關、發電機與電力電纜等，也是構成電力系統的主體部分，而二次設備，主要是指對以此設備進行工況監測和調節的設備，通常是按照不同的功能要求進行劃分[1]。按照一定規則將二次設備進行連接，用以完成某種技術所要求的電氣回路目標，這就是二次回路。按照我國相關固定，除了繼電保護和自動裝置回路以外的高壓斷路器，其在二次回路的結構組成上，都可分為兩部分內容，一是控制回路，二是信號回路。一般情況下，控制回路的組成都是由斷路器的傳遞、操作機構與控制開關共同組成，目的是為了在使用斷路器時實現“分”、“合”兩項操作。信號回路的主要包含部分則是信號繼電器與發送機構，這兩項結構的構成目的是為了對設備的一、二次工作進行反映。對于高壓斷路器上的操動機構來說，其機構有多種分類，例如彈簧機構、液壓機構與氣動機構等等，這些設備雖然在一次設備的動作原理上有所不同，但它們仍然可被分成三種二次回路種類，即信號、儲能及操作回路[3]。

2 現場情況

筆者檢修過的某變電站，其中有35kV的斷路器N臺，斷路器的型號為真空型ZW-40.5，它在儲能二次回路中采用的開關機構型號為3TH8244中間繼電器。使用結果為經常會有儲能中間繼電器的損壞，最后造成異常情況的發生，有個別嚴重現象甚至造成合閘線圈被嚴重燒毀，這些必定會帶來極大的危險隱患，阻礙電網的安全運行。根據儲能回路原理的具體分析，筆者就實際檢修經驗，結合現場事故情況展開具體講解，并根據現場情況進行故障原因分析。

2.1 原因分析

中間繼電器經常損壞這一現象，在最初時，是沒有引發足夠重視的，普遍認為這種故障現象的發生原因即是繼電器質量欠佳造成，所以，廠家就繼續用購買的新中間繼電器進行了更換使用[4]。然而又過了不到半年時間，依然會有損壞現象發生，這時開始仔細進行了中間繼電器的觀察，通過觀察發現，這些所有損壞掉的中間繼電器都有一個相似點，即線圈外表皮部分的顏色都有變綠現象發生。后繼續用萬用表測試開路狀態，然后解刨線圈，發現中間繼電器的主要損壞部位，主要都在接頭處，已經因為嚴重銹蝕關系長出了銅銹，保險與引出線也已經脫落，最終造成開路故障，從解刨中還得出，線圈也不是由于質量欠佳而被燒毀的，主要是因為其因為長期受到潮濕環境的影響，受潮而導致，一方面是因為環境影響，一方面則是因為處于長期失電狀態下的線圈，由于接頭比較薄弱，且溫度低，就會從大氣環境中吸潮，最終產生銹蝕。

具體的開關儲能回路接線圖如1所示。儲能行程開關CK1控制著中間繼電器ZJ，機構一旦遇到問題失能，CK1閉合，ZJ在得電后進行儲能的啟動，結束儲能以后CK1斷開，ZJ 失電。由于ZJ 在工作上時間較短，長時間不進行開關操作的話，中間繼電器就無法得到接觸電勵磁的機會[5]。另外這個回路圖，還有其他缺陷：如果合閘回路采用的是ZJ的常閉觸點ZJ2，那么當ZJ有了線圈損壞現象之后，就會有失電現象產生，ZJ2閉合。那么就算這個時候儲能不存在，合閘回路的狀態依舊是導通著，那么這個時候再對合閘進行相關操作，就必然會使線圈被燒毀。所以根據以上綜合情況總結，中間繼電器被損壞，都是因為其開關是安裝于戶外，環境不符合運行要求，加上繼電器線圈長期離磁，線圈接頭就很容易因為受到潮氧的影響，而產生或脫離或銹蝕的問題。

2.2 解決辦法

2.2.1 方案

方案一：使用除濕裝置置入機構箱內，通過對運行環境的改善，來進行線圈接頭處氧化控制。方案二：原有儲能開關機構由于繼電器工時較短，在防潮方面十分不利，現將儲能中間繼電器進行改進，使其變為長時工作制，這樣便通過進行線圈自身的改造，使其增加勵磁溫度從而得到良好的受潮防治。方案一雖然也可以進行機構箱溫度的提高，從而改進工作狀態，但是因為開關機構通常都是半密封形式的，不利于運行維護，而且除濕裝置本身就不具備很高的可靠性，還是無法使問題得到根本解決，而且，如果有繼電器損壞現象發生，機構是無法得到儲能的，但合閘確是依然導通的狀態，這樣很容易就在合閘時將繼電器燒壞，風險較大[6]。方案二是進行繼電器工作模式的更改，利用常閉輔助接點 CK2進行對繼電器的控制，進行儲能開關后，ZJ的狀態就是長期有電，然后繼電器線圈就會在長期通電的情況下，保持一定溫度，溫度可以有效防止受潮，這樣改進的好處在于，操作簡單，沒有任何額外投資費用，倘若中間繼電器沒有發生損壞，開關合閘必定會保證回路的狀態為斷開，這樣便可以讓線圈得到良好的控制，從而規避掉燒毀風險。所以方案二是最好的實施對策。

2.2.2 實施

通過上述改進方案，對開關儲能回路進行了接線改進，更改后的回路接線圖如2所示：

進行改造后的儲能繼電器，CK2進行ZJ的勵磁控制，倘若開關處于失能狀態，ZJ也會一起跟著失電，ZJ的ZJ3觸點閉合，進行電動機動作的儲能，當設備的機構進行完儲能以后，CK2閉合，進行 ZJ的啟動，而且機構的儲能回路會在ZJ3的作用下啟動，ZJ4將合閘回路的狀態進行改變，使接通線路閉合。儲能后，ZJ就會得到長期勵磁，長期通電下的繼電器線圈，便會在受潮方面得到良好改善，具有更好的防潮性[7]。而且經過改進以后，由于繼電器是處于長期帶電的狀態，所以一切工作都變的比以往更好，很少會有異常情況發生。這種改進方法，除了可以使得中間繼電器更好的防止受潮，還有其他優點，即投資少，節省了大量的物力和財力，且沒有儲能或受到損壞時，開關處于斷開合閘狀態，可以更好的防止線圈被燒毀，進行改造后的開關機構儲能線路，對故障問題的解決屬于徹底性，可以從根本上解決合閘線圈損燒、儲能異常多發故障，從根本上對電器進行保護，彌補了電器被經常性損壞的巨大缺陷，為變電安全帶來更大保障。

3 結束語

作為我們平日的常用設備，高端斷路器的平穩、安全與否，時刻的影響著電網的工作效益和狀態，與之息息相關。對于二次回路故障，一直以來都是在進行高壓斷路器的加強維護，提高檢修力度，這只是補救措施中的一個方面，筆者于本文進行的故障改進措施分析和總結，是可以進行對二次回路問題的故障解決，從解決行程開關問題開始，從根本上有效降低設備發生故障的記錄，且這種改進方法十分的有效，非常適合用于老式行程開關設備中。

參考文獻：

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