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《电工技术》期刊精选——一起VD4真空断路器合闸线圈烧毁故障的反思

 猫二哥 2017-06-04
一起VD4真空断路器合闸线圈烧毁故障的反思
    周军伟丁周松赵炳成
    (萧山供电局,浙江杭州311201)

    摘要:目前广泛应用于我局的VD4型真空断路器合闸线圈烧毁故障呈上升趋势,如何抑制该类故障及如何提高故障出现时的检修效率将影响供电可靠性。本文通过反思一起典型的合闸线圈烧毁故障,分析了故障是因断路器纯机械闭锁未解除引起,而该闭锁易为人忽视。由此,本文提出了3个方面的防范措施,既能够实现合闸线圈的保护,也为提高今后同类故障检修效率提供了借鉴。

    关键词:真空断路器 合闸线圈 烧毁

    0 引言

    近年来我局断路器分合闸操作过程中分合闸线圈烧毁故障呈上升趋势。分闸线圈烧毁会导致断路器分不开,需要运行人员到现场手动操作,极端条件下甚至可能造成事故扩大。而合闸线圈烧毁会导致断路器合不上,于线路而言将影响用户送电,于电容器等无功设备而言,将影响电压合格率。

    本文对我局一起VD4真空断路器合闸线圈烧毁故障的处理经过进行了反思,在总结经验的基础上,从检修的角度提出切实可行的预防措施,为今后同类故障处理提供借鉴,最大程度地避免在处理时间紧迫的情况下陷入被动。

    1 故障现象及处理经过

    2010年9月22日,某变电站一10kV线路在投运过程中,当将VD4真空断路器推至工作位置,开关柜面板上断路器工作位置指示正确,且弹簧已储能。远方合闸操作指令下达后,断路器未合闸,现场有焦糊味,保护装置‘控制回路断线’告警。检修人员赶赴现场后,检查发现合闸线圈烧毁,二次回路接线无错误。更换新合闸线圈后,断路器在检修位置、试验位置分、合闸操作正常,推至工作位置时各状态指示也正常。履行工作票结票手续后,运行人员再次进行远方合闸操作,合闸线圈再次烧毁。

    检修人员再次仔细检查二次回路接线确认无误,更换新合闸线圈后,换由检修人

    员将断路器推至工作位置,推入过程中感觉有异样的阻力,但各状态指示均正常。就地合闸操作后,合闸线圈再次烧毁。第三次中断操作检查后,终于发现合闸线圈烧毁系因断路器手车底盘机械故障引起。此时已无宽裕的时间修复该故障,考虑到用户送电,经上级主管部门同意后换用相邻备用间隔断路器。

    2 故障原因分析

    2.1合闸线圈烧毁常见原因

    图1为一典型的断路器合闸控制回路,其工作原理如下:合闸指令发出后,合闸保持继电器HBJ励磁,其常开接点HBJ闭合实现自保持,使合闸回路一直导通,直至断路器合上[1]。


    图1断路器合闸回路原理图

    引起合闸线圈烧毁常见的原因有以下几种:


    (1)断路器机构故障。若机构本体卡涩或配合不当,会导致虽然合闸回路完好而机械闭锁未解锁,导致断路器合闸失败,合闸铁芯过载引起合闸线圈烧毁。


    (2)断路器行程位置不到位。正常合闸后,断路器常闭接点DL1断开切断合闸回路,若该接点打不开或拉弧,合闸接触器通过重合闸回路或绿灯回路继续励磁,合闸线圈长时间带电而烧毁。


    (3)保护控制装置故障。若发出合闸指令的保护控制装置的合闸继电器有故障,如接点粘连,造成合闸指令不能及时退出,使合闸线圈长时间带电而烧毁[2]。


    (4)合闸电源容量下降或合闸回路电阻偏大,使合闸瞬间线圈两端电压达不到动作值,线圈长时间带电而烧毁。


    (5)此外在带有合闸接触器的电磁操动机构中,若合闸接触器发生故障,不能及时断开,不但会引起合闸接触器线圈烧毁,也会引起合闸线圈通电时间太长而烧毁。


    2.2本次故障原因的分析


    图 2VD4断路器合闸闭锁结构


    为防止误操作,VD4真空断路器装有两套合闸闭锁装置(如图2所示),同时解除时才可以合闸:第一套A为电气-机械闭锁,断路器在试验位置或工作位置时,接通电源,合闸闭锁电磁铁吸合,解除限位锁对限位杆的闭锁,实现断路器合闸;第二套B是纯机械合闸闭锁,闭锁的是合闸推杆,它在VD4真空断路器产品说明书中没有明确的描述,因而易被忽视。


    断路器底盘小车结构如图3所示,本次故障的原因是底盘小车内的丝杆D变形,导致虽然底盘行程开关C已到位,但机械闭锁未解除,由于电气回路上已接通,当发出合闸指令后,合闸线圈励磁,铁芯顺时针转动,但因受到机械阻挡,未能完成合闸。由于辅助开关未切换使合闸线圈长时间带电烧毁。


    目前我局所用VD4真空断路器的底盘小车都是国产自配的,若强度不够,长期承受断路器自身重量后易变形,再加上运行人员在操作时遇到不正常的阻力若仍强行操作,就很容易导致丝杆变形等机械损伤。


    图3底盘小车闭锁结构


    3 采取的防范措施


    3.1改进合闸控制回路


    改进后的断路器合闸回路如图4所示,正常情况下,当断路器合闸指令发出后,合闸线圈与时间继电器SJ1同时励磁,断路器合闸。在异常情况下如辅助接点DL1未可靠断开时,时间继电器延时开启的常闭接点SJ1断开,切断断路器合闸回路,合闸线圈HQ失电[3]。此时,监控系统报‘控制回路断线’,提醒运行人员前来检查,并由检修人员做进一步处理。


    图4改进的断路器合闸回路


    需要指出的是时间继电器的时间整定应综合考虑VD4真空断路器特性、保护装置及重合闸装置的要求,如果整定值太接近于断路器的合闸时间,可能会使断路器在完成合闸前合闸回路已被断开;若整定值太大,又会使异常情况下合闸线圈长时间通电,无法起到保护作用。  

  

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