一起35 kV斷路器合閘線圈燒損故障分析

單華平

（中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司貴陽局，貴州貴陽550081）

0 引言

合閘線圈是斷路器操動機(jī)構(gòu)中重要的命令執(zhí)行元件，其可靠性直接關(guān)乎斷路器能否正常合閘。合閘線圈燒損故障在實際運(yùn)維工作中時有發(fā)生，其燒損原因也不盡相同，分析故障原因并找到改進(jìn)方法，對于保證設(shè)備安全運(yùn)行具有重要意義。本文介紹了一起非典型的合閘線圈燒損故障，對其故障原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決措施。

1 故障概況

2019年2月21日，500 kV黎平變電站開展線路融冰試驗過程中，35 kV融冰裝置328斷路器出現(xiàn)無法合閘、合閘線圈燒損冒煙的情況。328斷路器型號為LTB72.5D1/B，操動機(jī)構(gòu)型號為BLK222，額定電壓為72.5 kV，操作方式為三相聯(lián)動操作。該斷路器2011年10月出廠，2011年12月投運(yùn)。燒損的合閘線圈如圖1所示。

2 故障分析

2019年2月21日，檢修人員到達(dá)現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)，328斷路器合閘線圈間隙明顯偏小，因此初步懷疑故障原因是合閘線圈間隙變小造成合閘摯子不能有效脫扣，導(dǎo)致合閘線圈長時間帶電而燒損。328斷路器合閘線圈燒損，不能再次進(jìn)行合閘操作，無法進(jìn)一步判斷故障原因，因此檢修人員對損壞的合閘線圈予以更換。

圖1 燒損的合閘線圈

檢修人員更換328斷路器損壞的合閘線圈后進(jìn)行數(shù)次現(xiàn)場操作后，合閘線圈再次燒損。其間328斷路器間斷性出現(xiàn)儲能電源空開跳閘、儲能指針指示異常（儲能指針指向儲滿能位置后反彈至未儲能位置）的情況，根據(jù)以上情況判斷合閘卷簧出現(xiàn)過儲能現(xiàn)象。合閘卷簧出現(xiàn)過儲能，會對合閘摯子和合閘卷簧產(chǎn)生一定程度的影響，因而懷疑合閘線圈燒損為合閘卷簧過儲能所致。

2.1 合閘卷簧過儲能判斷

根據(jù)以下跡象可以判斷合閘卷簧出現(xiàn)了過儲能現(xiàn)象：

（1）合閘拐臂搭在合閘摯子滾軸上。

（2）合閘卷簧上的紅線越過機(jī)構(gòu)鑄座上的紅線。

（3）儲能指針指向儲滿能位置后反彈至未儲能位置。

（4）儲能過程中出現(xiàn)儲能電源空開跳閘的情況。

2.2 合閘卷簧過儲能原因分析

結(jié)合該型號斷路器結(jié)構(gòu)和原理，合閘卷簧出現(xiàn)過儲能的原因主要有：

（1）采用搖柄手動儲能，因機(jī)構(gòu)無機(jī)械儲能限位導(dǎo)致過儲能。

（2）采用手動按壓接觸器進(jìn)行電機(jī)儲能，人工操作存在較大誤差，可能在儲滿能后仍繼續(xù)按壓接觸器導(dǎo)致機(jī)構(gòu)過儲能。

（3）將儲能電源直接加在電機(jī)兩端，因機(jī)構(gòu)無機(jī)械儲能限位導(dǎo)致機(jī)構(gòu)過儲能。

（4）儲能控制回路發(fā)生故障，主要是儲能限位開關(guān)BW故障，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)儲滿能后，BW接點不轉(zhuǎn)換，無法切斷儲能電源導(dǎo)致機(jī)構(gòu)過儲能。

（5）機(jī)構(gòu)自身故障，如機(jī)構(gòu)合閘卷簧、緩沖器性能等參數(shù)不合格，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)過儲能。

（6）儲能回路發(fā)生故障，主要是儲能接觸器發(fā)生故障，儲滿能后儲能接觸器主接點粘連而不能復(fù)位或延時復(fù)位，無法切斷儲能電源導(dǎo)致機(jī)構(gòu)過儲能。

結(jié)合現(xiàn)場實際情況，檢修人員判斷導(dǎo)致328斷路器過儲能的原因可能為第（4）（5）（6）條。

2.3 檢查儲能限位開關(guān)BW

檢修人員打開頂蓋，拆下限位開關(guān)BW，檢查后發(fā)現(xiàn)其接點通斷情況均正常，懷疑限位開關(guān)BW上小凸輪有微小形變，導(dǎo)致與儲能盤上軸桿接觸時不能及時切斷儲能控制回路。檢修人員更換限位開關(guān)BW后，機(jī)構(gòu)過儲能現(xiàn)象仍然存在，因此故障原因并非儲能限位開關(guān)BW發(fā)生故障。

2.4 開展機(jī)構(gòu)檢查、測試

檢修人員對328斷路器機(jī)構(gòu)開展相關(guān)特性測試，結(jié)果顯示分合閘速度、分合閘時間等參數(shù)均滿足要求；拆除合閘卷簧外端蓋進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)合閘卷簧白片過長，有卷進(jìn)合閘卷簧中心區(qū)域的趨勢。按照產(chǎn)品要求，須將白片剪短并往外拉，避免白片卷進(jìn)合閘卷簧中心區(qū)域而影響機(jī)構(gòu)及本體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。若白片過于靠近合閘卷簧中心區(qū)域，則儲能過程中合閘卷簧所受阻力增大，阻力過大會導(dǎo)致電機(jī)儲能空開跳閘，影響機(jī)構(gòu)正常儲能；若機(jī)構(gòu)能儲滿能，合閘卷簧儲存能量將增大，會導(dǎo)致合閘速度增大，甚至可能造成機(jī)構(gòu)及本體損壞。檢修人員剪短并調(diào)整白片后，機(jī)構(gòu)出現(xiàn)過儲能的頻率增加了，因此排除機(jī)構(gòu)自身故障導(dǎo)致328斷路器過儲能。

2.5 檢查儲能接觸器

在機(jī)構(gòu)儲能過程中，觀察儲能接觸器吸合情況，發(fā)現(xiàn)儲能接觸器主接點間斷性出現(xiàn)粘連現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)儲滿能后，在儲能控制回路已切斷的情況下，儲能接觸器主接點延時復(fù)位，電機(jī)仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)構(gòu)出現(xiàn)過儲能現(xiàn)象。當(dāng)電機(jī)輸出功率逐漸增加時，電機(jī)電流增大到電機(jī)空開動作值后，電機(jī)空開跳閘，使得電機(jī)停止儲能。檢修人員更換發(fā)生故障的儲能接觸器后，機(jī)構(gòu)不再出現(xiàn)過儲能現(xiàn)象。因此，328斷路器過儲能的根本原因為儲能接觸器主接點間斷性出現(xiàn)粘連而延時復(fù)位。

2.6 合閘線圈燒損原因分析

328斷路器儲能接觸器主接點間斷性出現(xiàn)粘連現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)過儲能。而機(jī)構(gòu)過儲能后，合閘拐臂施加在合閘摯子的力量會增大，當(dāng)施加在合閘摯子上的力量增大到一定程度時，合閘線圈吸合后，線圈銜鐵不能有效觸發(fā)合閘摯子使其脫扣，此時合閘線圈會一直帶電直至燒損。檢查燒損的合閘線圈，其銜鐵和輔助脫扣器之間的間隙在0.8 mm左右，比正常值偏小（正常間隙不小于1 mm）。過儲能多少直接影響施加在合閘摯子上力量的大小，因此并非過儲能后再合閘就一定會出現(xiàn)合閘線圈燒損現(xiàn)象。

3 改進(jìn)措施

在實際運(yùn)維工作中，為盡量避免因機(jī)構(gòu)過儲能而導(dǎo)致合閘線圈燒損或機(jī)構(gòu)損壞，本文提出以下幾點改進(jìn)措施：

（1）運(yùn)行人員操作斷路器前，一定要觀察確認(rèn)儲能指針指在儲滿能位置，否則不要進(jìn)行合閘操作；遇到電機(jī)空開跳閘和儲能指針指示異常現(xiàn)象時，及時通知檢修人員檢查處理。

（2）BLK222操作機(jī)構(gòu)無機(jī)械儲能限位，建議非特殊情況，不要采用搖柄手動儲能、手動按壓接觸器儲能等非正常儲能方式，以免機(jī)構(gòu)過儲能而損傷機(jī)構(gòu)。

（3）遇到特殊情況需要采用搖柄手動儲能時，需要在儲能指針向儲滿能位置移動過程中，用萬用表測量端子排上“合閘彈簧已儲能”信號接點的導(dǎo)通情況，在該接點剛導(dǎo)通時，表明機(jī)構(gòu)已儲滿能，應(yīng)立即停止手動儲能。

（4）開展B修工作時，檢查儲能接觸器吸合情況，發(fā)現(xiàn)接觸器接點存在卡澀情況時，應(yīng)更換儲能接觸器。

（5）將斷路器合閘彈簧儲能信號接入監(jiān)控后臺，方便與現(xiàn)場儲能指針指示位置對比，便于運(yùn)行人員監(jiān)視。若監(jiān)控后臺儲能信號與現(xiàn)場儲能指針指示位置相對應(yīng)，表明斷路器儲能正常，否則，應(yīng)停止操作斷路器，查明故障原因后在進(jìn)行下一步操作。

4 結(jié)語

本次328斷路器合閘線圈燒損的根本原因為儲能接觸器主接點間斷性粘連而延時復(fù)位，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)過儲能，進(jìn)而引起合閘線圈燒損。據(jù)此提出了相應(yīng)改進(jìn)措施，為避免因機(jī)構(gòu)過儲能而導(dǎo)致合閘線圈燒損或機(jī)構(gòu)損壞提供了參考。