一起手車式斷路器分合閘線圈反復(fù)燒毀典型故障分析

肖磊 朱道敏 李志鵬

摘 要：介紹了一起35kV手車式斷路器分合閘線圈燒毀故障，根據(jù)調(diào)查故障斷路器現(xiàn)場情況和對其操作機(jī)構(gòu)的反復(fù)檢查、試驗，判斷出造成此次分合閘線圈多次燒毀由操作機(jī)構(gòu)二次回路元件隱蔽性缺陷引起的，并提出了相應(yīng)的防范措施。

關(guān)鍵詞：手車式斷路器；操作機(jī)構(gòu)；分閘線圈；合閘線圈；航空插拔頭

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.203

某變電站一臺35kV手車式斷路器數(shù)天內(nèi)出現(xiàn)3起操作過程中分、合閘線圈燒毀情況，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有電氣元件燒毀的糊味，檢查開關(guān)機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)分閘線圈已燒毀。初步懷疑為開關(guān)機(jī)構(gòu)卡澀分閘不成功造成分閘線圈長時間通電燒毀，現(xiàn)場檢查開關(guān)機(jī)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)卡澀故障。

1 故障經(jīng)過

運(yùn)維人員遠(yuǎn)方分合閘連續(xù)操作3次正常，在第4次操作合閘時，聽見合閘線圈鐵芯動作一下，開關(guān)未合上。主控室上報該開關(guān)控制回路斷線信號。隨后檢查合閘線圈有發(fā)熱痕跡，拆除合閘線圈發(fā)現(xiàn)過熱損壞，故懷疑合閘線圈絕緣有問題導(dǎo)致開關(guān)未合上。更換同規(guī)格合閘線圈后，遠(yuǎn)方操作合分閘2次無異常，第三次合閘時開關(guān)狀態(tài)信號未從“分閘”變位為“合閘”，隨后一直出現(xiàn)控制回路斷線告警信號。現(xiàn)場開關(guān)柜聞到一股明顯電氣元件燒焦味道，經(jīng)檢查分閘線圈正常，合閘線圈已燒毀硫化。

2 事故原因分析

分析線圈通電燒毀而開關(guān)不合閘現(xiàn)象，可能存在兩個方面的原因：（1）開關(guān)機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動軸件部分存在卡滯，合閘線圈通電鐵芯雖動作，軸件卡滯致使彈簧儲能保持摯子無法脫扣，合閘不成功情形下輔助開關(guān)接點無法控制回路切斷電源，線圈長時間通電燒毀。（2）開關(guān)二次控制回路絕緣故障，操作電源供給合閘線圈電壓不足，小于85%額定電壓（直流220V）及以下，造成鐵芯產(chǎn)生合閘沖力不足頂開合閘脫扣器，合閘不成功控制回路無法切斷電源，線圈長時間通電燒毀。

3 故障檢查、測試

針對上述兩種可能因素，做如下測試：

解下連接機(jī)構(gòu)和端子排之間二次控制線用的航空插拔頭，斷開控制回路連線。手動分合開關(guān)一個周期，未發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)有卡澀現(xiàn)象出現(xiàn)，脫扣干脆利落無延時，連續(xù)三次手動分合正常。然后換上合格合閘線圈，從插拔頭觸點處分別測量分合閘回路的電阻均正常，表明機(jī)構(gòu)內(nèi)分合閘控制回路連接正確。在插拔頭觸點上連接斷路器特性測試儀控制信號線做低電壓分合閘測試，電壓升至151V（小于標(biāo)準(zhǔn)值176V）合閘成功，電壓升至102V（小于標(biāo)準(zhǔn)值143V）分閘成功，測試近十個周期開關(guān)機(jī)構(gòu)動作正確，無絲毫卡滯。故排除開關(guān)小車本體機(jī)構(gòu)機(jī)械部分和二次連接部分故障導(dǎo)致合閘不成功因素。

從該開關(guān)保護(hù)屏后保護(hù)出口開始檢查二次回路，測量保護(hù)屏后合閘端子“7”對地107V，分閘端子“37”對地107V，公共端子“102”對地-107V，無異常；測量開關(guān)柜側(cè)門端子排上合閘端子“7”對地107V，分閘端子“37”對地107V，公共端子“102”對地-107V，無異常；測量連接端子排段上插拔頭合閘觸點“1”對地107V，分閘觸點“3”對地107V，公共端觸點“2”對地-107V，無異常。故可排除直流供給電源電壓過低因素。然后斷開控制回路電源，插上航空插拔頭從端子排連接斷路器特性測試儀控制信號線做低電壓合閘測試，前4次合閘成功，第5次電壓升至191V（大于標(biāo)準(zhǔn)值176V）方合閘成功，合閘后儲能電機(jī)未啟動。隨后測量電機(jī)兩端無電壓輸出，經(jīng)檢查為航空插拔頭連接處松動，重新緊固插拔頭，電機(jī)開始儲能。然后重復(fù)測試近十次均在電壓升至151V時可靠動作合閘。

4 結(jié)論

結(jié)合設(shè)備檢查情況綜合分析，判斷故障原因為：該斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)二次控制線用航空插拔頭與插座間連接不牢固，分合閘過程震顫及合閘后儲能電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的震動造成航空插拔頭接觸不良，導(dǎo)致接觸電阻增大，相當(dāng)于在分合閘回路中串入一個大電阻，造成分合閘線圈獲得電壓過小無法動作，線圈長時間通電燒毀。

該斷路器從發(fā)生分閘、合閘故障到最終確認(rèn)故障原因故障經(jīng)過2次停電檢查處理，期間更換合閘線圈2個、分閘線圈1個。主要原因是該缺陷較隱蔽，隨機(jī)性強(qiáng)：插拔頭與插座扣上后連接是緊密的，在每次測試分合閘回路的電壓與電阻時都會將其拔下再插上，即使出現(xiàn)接觸不良插拔一次后也會接觸正常，只有當(dāng)操作震動數(shù)次達(dá)到一定數(shù)量后才會發(fā)生接觸不良概率，又震動結(jié)果不具確定性，可能使接觸情況變糟也可能變好，所以早期被忽略。當(dāng)出現(xiàn)前述的合閘后電機(jī)不能儲能，插拔頭與插座接觸完全脫落現(xiàn)象才使問題暴露出來。另外插拔頭緊固件設(shè)計上的不足，一旦操作分合閘操作次數(shù)多，小車?yán)M(jìn)拉出頻繁，此類故障可能有一定幾率重現(xiàn)。

5 防范措施

為此需對同類開關(guān)的檢查采取如下措施：

（1）運(yùn)維人員加強(qiáng)對同類型、同批次的開關(guān)的操作情況調(diào)查及相同缺陷的排查工作；

（2）因該批次開關(guān)柜投運(yùn)年限15年以上，附件備件配置困難，加之廠商停止技術(shù)支持，故需制定技術(shù)措施彌補(bǔ)插拔頭與插座間固定夾件緊固不牢的缺陷；

（3）展開故障原因技術(shù)總結(jié)分析，對同一類型的故障處理制定完善且切實可行的故障排查步驟，避免出現(xiàn)同一類型設(shè)備故障多次處理，造成重復(fù)性檢修。

參考文獻(xiàn)：

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