關于某公司220kV斷路器分合閘線圈復位彈簧疲軟導致最低動作電壓不合格的案例分析

李幸蔚 李昌

摘要：2021年以來，筆者在對某公司220kV某型號運行10年以上的斷路器開展周期性預防試驗共發現了3臺最低動作電壓不合格。經重復試驗研究，確定系線圈復位彈簧疲軟所致。針對此類情況，筆者提出了預防控制措施，為試驗檢修、運行維護積累了寶貴的經驗，有效防范化解開關拒動的風險。

關鍵詞：最低動作電壓;斷路器;線圈

簡述

斷路器是電網運行的關鍵設備，開展周期性試驗是對其健康度檢測的有效手段。通過各項試驗指標衡量斷路器各關鍵部位的好壞情況，及時處理相關缺陷，避免在運行過程中發生故障、動作失效、擴大故障范圍。而斷路器的最低動作電壓試驗是有效檢驗開關控制回路與動作機構正常與否的有效手段，認真細致的開展該項試驗有助于我們提高斷路器運維成效，避免設備帶病運行，導致設備故障與電網事故的發生。

1過程回顧

某供電局今年通過預防性試驗，累計發現某公司220kV某型號斷路器最低動作電壓不合格3臺，斷路器線圈直流電阻合格。這3臺斷路器在試驗過程中均有相同的現象發生。詳細試驗數據見表1、表2、表3。控制回路額定電壓為110V，合閘最低動作電壓應小于88V，分閘最低動作電壓應小于71.5V。

試驗均發現隨著觸發電壓的升高，動鐵芯撞擊脫扣器的聲音卻逐漸減弱的現象，與正常情況下聲音隨觸發電壓的升高而愈發清脆響亮相反。觀

察發現，動鐵芯在撞擊幾次脫扣器后，逐漸無法復歸到初始位置，甚至保持在與脫扣器相接碰的地方，以至于行程縮短，無法積蓄足夠的動能撞擊脫扣器至松脫。

分析認為，直接原因是線圈復位彈簧疲軟導致無法產生足夠的形變彈力使動鐵芯復歸至初始位置。在重復試驗的過程中，復位彈簧的作用逐漸失效，造成動鐵芯行程逐漸縮短，撞擊脫扣器的聲音逐漸減弱，最低動作電壓不合格，甚至重合閘試驗失敗。

2原因分析

假設動鐵芯在撞擊脫扣器之前是勻加速運動（不考慮線圈復位彈簧的反作用力）。加速度為a，運動距離為s，初速速度為0，撞擊前的瞬時速度為V1。

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假設動鐵芯在撞擊脫扣器之后是勻減速運動（不考慮線圈復位彈簧的反作用力以及脫扣器復位彈簧形變的彈力變化），加速度為a1，運動距離為s1，末速度為0，初速度為撞擊前的瞬時速度V1。

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綜上所述：1?與觸發電壓的大小有關。a，加速度?

可以看出，在a與a1不變（觸發電壓不變）的情況下，動鐵芯運行距離s越短，則撞擊后推動脫扣器運動的距離s1也就越短。動鐵芯運行距離s為0時，觸發電壓再高，撞擊脫扣器運動的距離s1也為0，與我們觀察到的現象相符。因此，動鐵芯為能有效復位，使得動鐵芯推動脫扣器運動的距離縮短，導致最低動作電壓不合格，甚至線圈無法動作，使重合閘試驗失敗。

3結語

結合本次案例分享所涉3臺斷路器來看，它們的運行年限均已超過10年，且在最低動作電壓試驗過程中均存在上述現象。說明該型號的斷路器在運行超過10年后，極有可能出現復位彈簧疲軟的風險。因此，為避免開關拒動導致事故擴大的風險，針對運行10年以上的220kV斷路器的檢修維護、日常巡視地開展擬提出以下建議：

1、配合停電更換運行10年以上的220kV斷路器分合閘線圈，更換線圈后應重復開展最低動作電壓試驗3～5次（開關動作為1次），試驗步進電壓應為1～3V，并進行線圈電流與線圈直流電阻測試。

2、運行人員在日常巡視過程中應關注合閘狀態下的斷路器的合閘線圈動鐵芯是否在完全復歸位置，若未能完全復歸，應及時處理，避免因動鐵芯行程縮短而導致動能不足，無法重合閘。

3、檢修試驗人員在開展最低動作電壓試驗時，應注意觀察動鐵芯撞擊的聲音與觸發電壓的正相關性，不應只以最終試驗結果作為判據而忽視復位彈簧疲軟的可能性。

參考文獻：

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