弹簧储能机构断路器控制回路烧坏合闸线圈的防范研究

弹簧储能机构断路器控制回路烧坏合闸线圈的防范研究

作者：杜正松

来源：《魅力中国》2018年第05期

摘要：高压断路器作为电力系统重要组成部分，对维持系统运行安全性与可靠性具有重要意义，需要保证其始终维持在最佳运行状态，因此需要采取必要措施对其运行过程进行监控，避免其自身出现问题，甚至会造成合闸线圈烧坏。基于断路器控制回路故障，可靠判断分、合闸线圈是否被烧坏，然后从专业角度出发，采取措施来进行问题防范，为电力系统可靠运行提供保障。

关键词：断路器；控制回路；合闸线圈

弹簧储能机构为断路器比较新型的操作机构，可以进一步对断路器整体性能进行优化，其采用手动或者电动操作的方式，相比传统电磁操作机构，合闸速度更快，并且可实现自动重合闸。针对弹簧储能机构断路器控制回路烧坏合闸线圈问题进行分析，采取有效方法判断分、合闸线圈是否被烧坏，并确定问题影响因素，有针对性的提出应对措施，提前对该类故障进行有效防范，确保断路器可以始终保持在最佳运行状态，提高供电安全性。 一、断路器控制回管理分析

断路器在电力系统中的应用，对维持供电系统运行可靠性与安全性具有重要作用。其具有可靠的动力单元，以及功能完善的高速传动机构与灭弧装置，可以对任何情况下的电路电流进行接通或断开，对供电系统运行起到了控制以及保护综合作用。通过断路器一方面可以作为供电系统控制设备，基于系统运行方式来对要求进行调整，促使相应电力设备以及线路投入或退出供电[1]。

二、断路器控制回路烧坏合闸线圈原因 （一）断路器运行要求

电力系统运行中合闸线圈被烧毁的事故发生概率较大，对于系统合闸线圈的设计，一般均按照短时通电设计，出现被烧坏的情况，可初步判断为电流无法正常切断，长时间通电后被烧坏。对于正常电力系统，均会设置有断路器，在接受到继电保护与自动装置跳、合闸命令后，以毫秒级速度执行跳闸动作，确保可以最短时间内切除故障，避免事故范圍的进一步扩大[2]。

（二）分合闸线圈烧毁判断

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图1所示为常用10kV弹簧储能机构断路器部分控制回路，判断分、合闸线圈是否被烧坏，可对分闸线圈TQ以及合闸线圈HC运行状态进行分析，被烧坏后其内部铜线不导通。处于分闸状态时，合闸回路DL辅助触点闭合，正常运行时负电能到达节点7，可完成7对地电压的测量，假如为正电压（+110V），则表示合闸线圈HC被烧坏内部铜线不导通[3]。相应处于合闸状态时，正电压下节点为37，证明分闸线路TQ被烧坏内部铜线不导通。另外，如果控制电源处于停电状态，同样可以对分闸线圈TQ以及合闸线圈HC电阻进行测量，如果测试结果显示电阻无穷大，则证明线圈已经被烧坏。并且，在合闸线圈被烧毁后，距离开关柜较近时，有可能会闻到烧焦味道。

继电器部分控制回路（KK表示分合闸控制把手；TBJ表示跳闸保持断路器；SJ表示重合闸充电时间断路器；TWJ表示调跳位监视继电器；ZJ表示重合闸自保持继电器；HWJ表示合位监视继电器；XJ表示重合闸信号继电器；HC表示合闸线圈；SA表示试验按钮；TQ表示分闸线圈；JSJ表示后加速继电器；BCJ表示保护起动继电器） （三）线圈烧毁原因分析

基于系统线圈设计特点可以确定，线圈被烧坏的原因，即无法正常断电，长时间流通大电流。基于分合闸运行状态分析，分闸线圈TQ与合闸线圈HC流通电流满足分闸、重合闸动作后，两线圈失电均通过辅助触点DL作为唯一断开点，但是对于手动合闸操作，可以通过KK返回到合闸位置，使得合闸线圈HC失电。即分闸、合闸动作过程中，仅存在DL无法动作断开，分闸线圈TQ与合闸线圈会持续流通电流，直到最后线圈被烧毁[4]。在手动合闸操作过程中，KK返回到合闸位置后，合闸线圈HC进入到失电状态，由此可判断合闸线圈HC失电不仅仅可以通过DL实现。

三、断路器控制回路烧坏合闸线圈防范要点 （一）设置时间继电器

根据辅助触点DL无法正常断开的原因，来确定断路器控制回路晒坏合闸线圈的防范措施，除了要改善弹簧储能操作机构以及辅助开关自身产品质量以外，还需要对控制回路进行优化。其中，加设时间继电器，为最为常见的方法手段，当合闸回路常闭触点TBJ止节点7间、分闸回路TQ节点37至DL堵住触电间对一对通电延时动作时间继电器SJ延时断开常闭触点进行串联处理。将时间继电器线圈证电源与节点7与37连接时，节点上电压无法满足时间继电器运行所需，便可以继续往前接。 （二）提高回力可靠性

在确定时间继电器并联或者串联分闸线圈TQ与合闸线圈HC时，要满足继电器在回路内得电后能够可靠断开常闭触点的基本要求。如果确定应用串联方法安装，如果继电器线圈被烧坏，分闸线圈TQ与合闸线圈HC将会因为继电器线圈不导通出现开路情况，情况严重时将会

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导致保护跳闸或者重合闸失败，无法控制事故范围。综合分析可采取并联安装方法，即便继电器线圈被损坏，但是常闭触点处于可接通状态，确保控制回路回复到未加装该事件继电器的状态。 结束语：

弹簧储能机构断路器控制回路造成合闸线圈被烧毁，在电力系统运行中比较常见，为提高供电系统运行可靠性与稳定性，必须要针对线圈烧毁原因进行分析，然后基于断路器控制回路特点，确定最有效的防范措施，争取提高控制回路运行可靠性。 参考文献：

[1] 刘煌煌.一种防止合闸线圈烧毁的SF6断路器弹簧机构合闸控制回路[P].福建：CN205723317U，2016-11-23

[2] 王黎明.一种真空断路器弹簧操作机构合闸控制回路[P].湖北：CN202423111U，2012-09-05

[3] 王接旭，张海燕，龙腾云，王江峰，李益浩，董朝宾，马宏彬.断路器弹簧操作机构合闸线圈防烧自动保护装置[P].河南：CN201845666U，2011-05-25

[4] 陈烽，周伟，范智翔，陈文勤，李敏.弹簧储能机构断路器控制回路烧坏合闸线圈的防范措施[J].中国西部科技，2011，10（10）：24-25