一起斷路器控制回路缺陷處理及分析

劉新敏

（廣東電網有限責任公司梅州供電局，廣東 梅州 514021）

1 故障描述

220 kV 某變電站在進行綜改時，由于10 kV 開關運行時間過長，一次也更換了10 kV 開關機構。綜改后，經調度反饋，10 kV#2 電容器512 開關在調度遙控分閘時會出現“控制回路斷線”的現象。現場檢查開關正常分閘，控制電源空氣開關在跳閘位置，空開送回去后告警復歸。2019 年進行小電阻改造時，繼保專業現場傳動10 kV#2 電容器512 開關，發現合閘時合閘指示燈立馬點亮，分閘指示燈不是立馬熄滅，而是在2 s左右的時間內慢慢熄滅。開關手分或者保護跳閘時，控制電源空開跳閘。

2 故障檢查

現場排查開關柜外部回路無故障現象，于是打開開關機構面板進行機構內部回路檢查。

該分閘回路如圖1 所示，線圈處經整流二極管。經檢查發現，整流二極管處絕緣套破損，懷疑該處絕緣不夠。現場用絕緣膠布進行包扎，故障現象仍存在。

圖1 斷路器控制回路

繼續查找分閘回路，該分閘回路在機構內僅串分閘線圈和開關輔助接點。測量線圈內阻和測量整個回路絕緣均沒有問題。量開關輔助接點，DL-6、DL-8 接點電位及電阻等正常。

再次傳動開關，發現斷路器輔助開關處有明顯的拉弧現象。斷路器輔助開關DL-6、DL-8 用于斷路器分閘后斷開分閘回路，有拉弧現象屬于正常現象。但是，經過檢查發現，在DL-6、DL-5 之間拉弧，且DL-6、DL-5 之間的絕緣上有明顯的發黑現象，此為不正常現象，如圖2 所示。DL-5、DL-7 這對接點為提供給開關柜面板分閘指示燈使用，前述開關合閘時合閘指示燈立馬點亮，分閘指示燈不是立馬熄滅，而是在2 s 左右的時間內慢慢熄滅，因此輔助節點異常應該為導致故障的原因。如圖1 所示，分閘指示燈取開關常閉接點，用的是開關控制電源。經檢查DL-5、DL-7 接點電位和電阻正常。

圖2 斷路器輔助開關（框內部分為燒毀痕跡，為DL-5 和DL-6 間絕緣）

3 故障分析

為了便于分析故障，將DL-6、DL-8 和DL-5、DL-7 兩對同一層的輔助接點畫在平面圖上，并按照圖紙和現場實際接線，將兩對接點所在電路在輔助節點處擴展開。

如圖3 所示，指針（輔助開關）在實線位置時為斷路器在合閘位置時的回路狀態，此時DL-6、DL-8 接點導通，DL-5、DL-7 接點打開。DL-6、DL-8 接點串接在跳閘回路里，DL-6 接至跳閘線圈，DL-8 接至37 回路（跳閘出口）。DL-5、DL-7 接點串接在分閘指示燈回路里，DL-5 接至指示燈一端，DL-7 接至負電源端。由圖3可知，斷路器在合閘位置時DL-5正常情況帶正電，DL-6 正常情況帶負電，壓差為220 V DC。

圖3 斷路器輔助開關回路分閘過程

再分析斷路器分閘、合閘的動態過程。如圖3 所示，為斷路器分閘過程，當保護測控裝置發出跳閘脈沖時，跳閘節點TJ 閉合，跳閘線圈TQ 勵磁，開關分閘，輔助開關逆時針旋轉至虛線位置（旋轉路徑為箭頭所示）。此過程中，DL-6、DL-8 接點處有電弧產生。由于斷路器分開速度較快，DL-6 電弧尚未熄滅，輔助開關已經旋轉到DL-5，使得DL-6、DL-5 之間產生短路，電弧難以熄滅產生大量熱量，致使控制電源空開跳閘。

圖4 為斷路器合閘過程，當保護測控裝置發出合閘脈沖時，開關合閘，輔助開關順時針旋轉至虛線位置（旋轉路徑為箭頭所示）。由于斷路器合上速度較快，DL-5 電弧尚未熄滅，輔助開關已經旋轉到DL-6，分閘指示燈回路繼續導通一段時間。但是，由于指示燈是電壓型器件，其正常運行電流較小，電弧較小，很快就熄滅，不能致使控制電源空開跳閘。

圖4 斷路器輔助開關回路合閘過程

根據分析結論，現場更換跳閘回路接點至DL-14、DL-16，即挪到另一層輔助節點，開關傳動正常。

4 結論

（1）該機構輔助開關產品質量不過關，同時由于DL-6、DL-5 之間為正負電相鄰，導致同層端子的擊穿。因此，仍需加強產品質量把控，新換機構或輔助開關有必要進行絕緣試驗。

（2）該機構改造時未更換機構端子排，在對輔助開關進行接線時，廠家未嚴格按照機構廠家圖進行配線。一次機構改造時不能簡單更換機構，應相應更換航空頭、機構接線板，且更換后應進行相應的傳動試驗。

（3）根據技術規范，交直流回路不能共用同一層輔助接點[1]。已經考慮到同一層輔助接點間的絕緣問題，對直流回路間則沒有要求。但是，本文所述案例則揭示出直流回路的接線問題。對于輔助開關接線，設計時盡量避免正負電在輔助開關旋轉路徑的兩端。以圖3 為例，可將分閘指示燈回路的負電源端接至DL-5，將指示燈端接至DL-7，即將DL-5、DL-7 兩端接線對調。此舉可以避免在旋轉路徑上繼續形成電弧，可避免對輔助開關的絕緣形成損傷，防止類似事故的發生。