断路器分合闸线圈烧毁原因及预防措施

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断路器分合闸线圈烧毁原因及预防措施

　　断路器是负荷开关的一种，具有短路和过载保护功能，其短路保护功能靠电磁线圈实现。因其保护功能完善，维修、使用方便，在电力系统应用广泛。本文介绍。

　　分闸线圈烧毁的原因

　　1.分闸电磁铁机械故障。线圈松动造成断路器分闸时电磁铁位移，使铁心卡涩，造成线圈烧毁;或由于铁心的活动行程短，当接通分闸回路电源时，铁心顶不开脱扣机构使线圈长时间通电而烧毁。

　　2.断路器拒分。控制回路正常时，断路器出现拒分的故障均为连杆机构问题，如顶点调整不当，使断路器分闸铁心顶杆的力度不能使机构及时脱扣;或由于防护闭锁机构未动作，致使线圈过载，造成分闸线圈烧毁。

　　3.辅助开关分闸状态的行程调整不当。断路器处于分闸状态时，应调整辅助开关使其在分闸状态的行程范围内。然而，在调整断路器开距和超行程等参数时，断路器分闸的初始状态未做相应的调整，将导致辅助开关不能正常切换分闸回路，而使分闸线圈烧毁。

　　4.分闸控制回路辅助开关触点使用不当。当断路器合闸时间极短，远小于断路器的分闸时间时，断路器未来得及脱扣就已合闸到位，此时延时触点的延时作用将失去意义。相反，该延时触点在分闸过程中，由于辅助开关动静触头绝缘间隙较小，经常出现拉弧现象，将使辅助开关的触头烧毁，继而引起分闸线圈烧毁。

　　5.保护控制装置故障。分闸指令是由保护控制装置发出的，若装置内的分闸继电器有故障，或分闸控制回路辅助开关触点动作行程较大，造成分闸指令不能及时退出，就会使分闸线圈长时间带电而烧毁。

　　6.分闸回路电阻偏大。分闸线圈回路绝缘降低，或是控制回路线径过小造成电阻偏大，使得分闸控制回路电压降较大，导致电压达不到线圈分闸动作的值，使分闸线圈长时间带电烧毁。

　　防止分闸线圈烧毁的措施

　　1.将分闸回路的延时动合触点改接为一对动合触点，经常检查辅助开关的触点及辅助开关的拐臂螺丝，正确调整辅助开关的位置，使辅助开关与断路器分合闸位置正确、有效地配合。

　　2.固定好分闸线圈，经常检查分闸线圈的铁心有无卡涩。

　　3.保护控制装置发出的分闸指令时间，既要能够使分闸线圈工作，又要能够在很短的时间内退出分闸指令。

　　4.在每年的检修工作中，应正确调整好断路器的连杆机构，经常检查断路器的自由脱扣是否正常，低电压动作试验时，是否能在额定电压的30%～65%间可靠跳闸。

　　合闸线圈烧毁的原因

　　1.断路器机构故障。当断路器合闸控制回路正常时，断路器本体的内导电杆、传动连杆等卡涩，或是因为断路器操作机构连接配合不好，以及由于防护闭锁连锁机构未动作，顶点调得偏高，导致断路器拒合闸，使合闸铁心过载，引起合闸线圈烧毁。

　　2.辅助开关行程位置不当。正常合闸时，断路器的合闸接触器的线圈回路与辅助开关的动断延时触点串联。合闸后，辅助开关触点自动切断合闸回路，辅助触点打不开或拉弧，合闸接触器通过重合闸回路或绿灯回路自保持，合闸线圈长时间带电而被烧毁。

　　3.保护控制装置故障。合闸指令是由保护控制装置发出的，若保护装置内的合闸继电器发生故障，或合闸控制回路辅助开关触点动作行程较长，造成合闸指令不能及时退出，就会使合闸线圈长时间带电而烧毁。

　　4.合闸接触器故障。断路器合闸时，由于合闸电流比较大，控制回路不能直接控制合闸线圈，只能通过合闸接触器间接接通合闸线圈，因此当合闸接触器发生故障时，不能及时断开，使合闸线圈通电时间过长，烧毁线圈。另外，合闸接触器的线圈电阻变大，会使合闸接触器正常通电时吸合力不足，主触点产生拉弧，合闸接触器的主触点接触电阻增大，间接地影响断路器合闸线圈的励磁电流，使合闸线圈的励磁力度不足，铁心不能正常动作，合闸线圈过载而烧毁。

　　5.合闸电源容量下降或者合闸控制回路的导线电阻偏大，使合闸瞬间合闸线圈两端电压低于额定电压80%而烧毁。

　　防止合闸线圈烧毁的措施

　　1.加强合闸接触器的检查、维护。每次小修、周期大修都要检查其动、静触头表面接触面积、接触压力等。

　　2.调整辅助开关的位置。

　　3.保护控制装置发出的合闸指令时间能足够使合闸线圈工作，且能在规定的时间内退出合闸指令。

　　4.要求值班员在许可工作前，必须取下控制回路熔断器，并将重合闸投切回路打开，避免检修、试验过程中造成合闸线圈烧毁。

　　1、断路器线圈烧毁机械原因

　　当断路器拒动而分、合闸回路正常时，主要是存在机械故障方面原因，此类情况大致分为4种。

　　1.1 电磁铁自身故障

　　1）电磁铁固定螺栓松动，造成断路器动作时电磁铁整体产生位移，导致撞击力度或角度不对。

　　2）铁心锈蚀，造成铁心活动卡涩。

　　3）由于线圈本身老化或者铁心的活动冲程过小，当分、合闸回路电源接通时，铁心无法使机构脱扣而造成线圈长时间通电烧毁。

　　110kV楠变35kV楠王线402断路器（型号：LW34-40.5），机构密封不严密，水从机构横梁顶部沿机构箱上部孔洞进入，机构箱内设备腐蚀严重，分合闸电磁铁铁心锈蚀；110kV皂变110kV皂金线508断路器（LW36-126）存在机构密封不严，分合闸电磁铁严重锈蚀的缺陷；结果导致铁心卡涩，最终导致线圈烧毁断路器拒动的情况。

　　1.2 机构调整不当

　　操作机构机械传动连杆机构存在调整不当的问题。由于保持挚子与滚轮接触位置调得过高，或转动连杆调整位置过深，分合闸挡板位置不当等情况，最终都会导致电磁铁铁心顶杆的力度不能使机构及时脱扣，线圈过载而烧坏。

　　110kV临变35kV母联400断路器（型号：LW16-35），由于合闸保持掣子转动轴承固体润滑脂过多，在长期积灰的情况下导致转动阻力越变越大，再者转动杆调整位置过深，分闸时铁心无法让转动轴顺利脱扣，导致线圈烧毁，断路器分闸失败。

　　110kV陬变10kV陬畬线326断路器（型号：VED4-12），由于断路器分闸挡板螺栓未完全紧固，在安装调试过程及运行分合闸多次撞击影响，导致分闸挡板慢慢松动移位，分闸铁心在顶过分闸挡板回位时，铁心的限位垫片回勾挡板，此时挡板已向右侧完全偏离分闸铁心顶杆的撞击范围；

　　当保护装置出口后，分闸线圈带电，分闸铁心动作，但铁心无法撞击到分闸挡板，无法使脱扣装置脱扣而导致分闸失败，导致分闸线圈长时间带电烧毁。

　　1.3 铁心行程调整不当

　　当机构传动正常，铁心动作行程调整不当也可能造成线圈烧毁。断路器接到动作命令，铁心动作，因断路器铁心行程过大或过小，导致铁心顶杆撞击的力度不够，不能使机构及时脱扣而出现拒动作的故障。110kV桃变35kV桃水线404线路故障后404断路器（型号：ZN12-40.5）拒动。

　　母联400断路器、1#主变410断路器均拒动，越级至1#主变跳闸导致1#主变失压。主要原因是由于断路器调节限位螺杆顶部橡胶套老化破裂，顶部起缓冲作用的橡胶垫厚度变薄，总体长度变短。

　　其危害：

　　①直接造成合闸保持掣子旋转角度不足，从而导致合闸保持掣子与分闸滚子扣合面过深，分闸脱扣阻力增大；

　　②导致分闸电磁铁空程减小，铁心撞击速度过低，撞击时动量不足，无法使合闸保持掣子成功脱扣。二者结合最终导致分闸不成功，分闸线圈长时间带电而烧毁。

　　1.4 机构闭锁功能不正常

　　由于防护闭锁机构未退出或不正常导致断路器闭锁，分合闸命令发出，但断路器无法动作，特别针对于遥控命令一直存在致使线圈过载，造成线圈烧毁：110kV桑变，在进行35kV开关柜（型号：KNY61-40.5）检修时，在未进行防护闭锁装置检查的情况下，进行分合闸整组试验工作，由于此开关柜类型的防护装置属于纯机械式，且存在卡涩现象，无法切换状态，在进行试验时，将线圈烧损。

　　2 操作机构二次回路（电气）原因

　　2.1 辅助开关切换不到位

　　断路器分、合闸回路的切断主要依靠辅助开关，正常状态下辅助开关的触点接触良好且在标识范围内，但在现场实际工作中，会涉及调整断路器开距、分合闸速度、超行程等各类参数，会改变辅助开关连杆的位置，导致辅助开关触点在某一特定的状态（或分或合）下接触不良或未接触；如未对而辅助开关分合位置做相对应的调整，回路电流则无法正常被切断，动作信号则一直存在，最终导致线圈长时间带电而烧毁。

　　2.2 分合闸回路电阻偏大

　　分合闸回路绝缘降低，线路老化造成电阻偏大，或者是分合闸回路中各电器元件接线端子部分松动或锈蚀，使分合闸回路电压衰减过大，导致分合闸线圈两端的电压过低，使分合闸铁心获得能量不足，无法释放脱扣器，分合闸线圈长期带电，线圈烧毁，或者根本达不到线圈最低电压动作值，导致故障越级。

　　2.3 在未储能情况分合闸

　　现阶段断路器的分合闸基本由远方、后台、监控遥控操作进行；存在断路器由于各种原因未储能的情况，特别是对于液压机构和气动机构，经常出现接触点粘连或者未储能接触点有损情况，导致现场各类信号不能及时传回后台或者不发信号；当此时断路器发出动作命令，则会导致线圈烧毁，断路器拒动，严重时还将烧毁保护装置插件。

　　2.4 分合闸接触器故障

　　部分断路器在分、合闸回路设计时，考虑各种原因在分、合闸回路中接入中间继电器来控制分、合闸回路。若当接触器发生粘连、烧毁等故障时，则会导致回路电流不能时被切断，动作信号一直存在而使线圈通电时间过长，烧毁线圈。

　　再者接触器使用年限长、自身老化等原因，导致线圈电阻变大，会使接触器吸合电磁力不够，造成主触点产生拉弧，接触器的主触点接触电阻增大等情况，从而导致线圈的励磁电流变小，励磁力度不足，铁心动作速度慢、力度小，导致脱扣机构不能正确动作释放，最终使线圈过载，造成线圈烧毁。

　　2.5 分合闸回路电压低

　　当变电站电源容量下降或者二次回路上电阻偏大时，动作的瞬间线圈两端电压较低，电磁体电压动作值达不到断路器最低动作值的要求，线圈长时间带电导致烧毁。

　　3、防止分合闸线圈烧毁一般措施

　　3.1 运行巡视方面

　　1）在日常巡视时要认真检查分合闸线圈及二次端子排锈蚀情况，对锈蚀严重的分合闸线圈进行登记排查，并加强跟踪观察。

　　2）要检查机构箱内相关的轴、销、锁扣和机械传动部件、传动连杆及其他外露零件无锈蚀，无变形损坏，润滑良好，连接紧固；端子箱温湿度控制器能正常工作，加热器能正常起动，箱内无凝露现象。

　　3）在进行断路器分合闸操作前、后，都要检查分合闸线圈情况，观察各机械传动部位位置是否正常，分合闸线圈是否处于正确的位置，正常无误后才能开始操作。

　　3.2 检修维护方面

　　1）要正确调整好断路器的连杆机构，并对断路器各转动部位加强润滑，确保机构各转动部位没有卡涩现象，对分合闸铁心的空程、行程、总程等各项指标必须按照厂家说明书进行调节。

　　2）检查各继电器、微动开关接点、辅助开关的位置切换及触点是否正常，确保辅助开关切换到位，二次回路绝缘检查符合标准，二次回路电阻需测试合格。

　　3）必须对断路器进行低电压动作试验[8-10]，并确保其满足相关规程要求，低电压试验不合格必须找出相关原因及时排除。

　　4）在进行试验时，要注意机构是否有机械联锁。机械联锁会导致机构不能完成分合闸过程，而由于分合闸动作未完成，分合闸信号一直不能消除，所以线圈一直带电，易造成线圈烧毁。

　　3.3 技术改造方面

　　针对老式开关柜等防误闭锁装置：可以在防误操作机构对应位置加装微动开关或加装辅助切换开关，该开关与分合闸回路串联，随着操作机构的动作断开或接通控制回路，当断路器位置不对时，无论就地操作或远方操作，分合闸线圈都不会带电，从而避免调试或者位置不对应操作时的线圈烧毁。但所加装的微动开关或辅助开关触点容量必须与线圈容量匹配，防止该位置的开关成为新的故障点。

　　针对分合闸回路内的改造，可以利用市面上现存的各种类型线圈保护装置，其基本原理就类似于时间继电器，经过整定时间后接通或断开回路，保障二次回路及分合闸线圈完好。

　　因此在原有的二次回路中，串联线圈保护器，可作为保护分、合闸线圈的一种有效措施，且线圈保护器监测电流准确，体积小巧分断容量大，安装简单，现场改造较为容易实现（如图5所示），KK为远方、就地切换，DL为辅助开关，TQ为分闸线圈，HQ为合闸线圈，±KM为直流电源，1CJ、BCJ为保护远方信号出口。

　　在TQ、HQ两端串联线圈保护器，在接收到分合闸指令后，线圈保护器同时起动，经过整定时间延时后强迫分断回路电流，保证线圈和系统回路的安全。其缺点在于增加了二次元器件，一旦线圈保护器损坏，则会造成控制回路断线的故障。

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