分、合閘線圈設(shè)計(jì)時(shí)都是按短時(shí)通電而設(shè)計(jì)的。一般分合閘線圈的電阻為100～200◆，且線圈線徑細(xì)匝數(shù)多，正常情況線圈帶電時(shí)間不超過(guò)1s[1-5]。當(dāng)二次回路中的電流無(wú)法被正常切斷時(shí)，線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電將產(chǎn)生大量的熱量，致使線圈燒毀[6-7]。

1 斷路器線圈燒毀機(jī)械原因

當(dāng)斷路器拒動(dòng)而分、合閘回路正常時(shí)，主要是存在機(jī)械故障方面原因，此類情況大致分為4種。

1.1 電磁鐵自身故障

1）電磁鐵固定螺栓松動(dòng)，造成斷路器動(dòng)作時(shí)電磁鐵整體產(chǎn)生位移，導(dǎo)致撞擊力度或角度不對(duì)。

2）鐵心銹蝕，造成鐵心活動(dòng)卡澀。

3）由于線圈本身老化或者鐵心的活動(dòng)沖程過(guò)小，當(dāng)分、合閘回路電源接通時(shí)，鐵心無(wú)法使機(jī)構(gòu)脫扣而造成線圈長(zhǎng)時(shí)間通電燒毀。

110kV楠變35kV楠王線402斷路器（型號(hào)：LW34-40.5），機(jī)構(gòu)密封不嚴(yán)密，水從機(jī)構(gòu)橫梁頂部沿機(jī)構(gòu)箱上部孔洞進(jìn)入，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，分合閘電磁鐵鐵心銹蝕；110kV皂變110kV皂金線508斷路器（LW36-126）存在機(jī)構(gòu)密封不嚴(yán)，分合閘電磁鐵嚴(yán)重銹蝕的缺陷；結(jié)果導(dǎo)致鐵心卡澀，最終導(dǎo)致線圈燒毀斷路器拒動(dòng)的情況，鐵心銹蝕如圖1所示。

圖1 LW36型斷路器分合閘線圈銹蝕

1.2 機(jī)構(gòu)調(diào)整不當(dāng)

操作機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)存在調(diào)整不當(dāng)?shù)膯?wèn)題。由于保持摯子與滾輪接觸位置調(diào)得過(guò)高，或轉(zhuǎn)動(dòng)連桿調(diào)整位置過(guò)深，分合閘擋板位置不當(dāng)?shù)惹闆r，最終都會(huì)導(dǎo)致電磁鐵鐵心頂桿的力度不能使機(jī)構(gòu)及時(shí)脫扣，線圈過(guò)載而燒壞。

110kV臨變35kV母聯(lián)400斷路器（型號(hào)：LW16-35），由于合閘保持掣子轉(zhuǎn)動(dòng)軸承固體潤(rùn)滑脂過(guò)多，在長(zhǎng)期積灰的情況下導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)阻力越變?cè)酱螅僬咿D(zhuǎn)動(dòng)桿調(diào)整位置過(guò)深，分閘時(shí)鐵心無(wú)法讓轉(zhuǎn)動(dòng)軸順利脫扣，導(dǎo)致線圈燒毀，斷路器分閘失敗。

110kV陬變10kV陬畬線326斷路器（型號(hào)：VED4-12），由于斷路器分閘擋板螺栓未完全緊固，在安裝調(diào)試過(guò)程及運(yùn)行分合閘多次撞擊影響，導(dǎo)致分閘擋板慢慢松動(dòng)移位，分閘鐵心在頂過(guò)分閘擋板回位時(shí)，鐵心的限位墊片回勾擋板，此時(shí)擋板已向右側(cè)完全偏離分閘鐵心頂桿的撞擊范圍（如圖2所示）；

當(dāng)保護(hù)裝置出口后，分閘線圈帶電，分閘鐵心動(dòng)作，但鐵心無(wú)法撞擊到分閘擋板，無(wú)法使脫扣裝置脫扣而導(dǎo)致分閘失敗，導(dǎo)致分閘線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電燒毀。

圖2 VED4型斷路器分閘擋板位移

1.3 鐵心行程調(diào)整不當(dāng)

當(dāng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)正常，鐵心動(dòng)作行程調(diào)整不當(dāng)也可能造成線圈燒毀。斷路器接到動(dòng)作命令，鐵心動(dòng)作，因斷路器鐵心行程過(guò)大或過(guò)小，導(dǎo)致鐵心頂桿撞擊的力度不夠，不能使機(jī)構(gòu)及時(shí)脫扣而出現(xiàn)拒動(dòng)作的故障。110kV桃變35kV桃水線404線路故障后404斷路器（型號(hào)：ZN12-40.5）拒動(dòng)。

母聯(lián)400斷路器、1#主變410斷路器均拒動(dòng)，越級(jí)至1#主變跳閘導(dǎo)致1#主變失壓。主要原因是由于斷路器調(diào)節(jié)限位螺桿頂部橡膠套老化破裂（如圖3所示），頂部起緩沖作用的橡膠墊厚度變薄，總體長(zhǎng)度變短。

其危害：①直接造成合閘保持掣子旋轉(zhuǎn)角度不足，從而導(dǎo)致合閘保持掣子與分閘滾子扣合面過(guò)深，分閘脫扣阻力增大；②導(dǎo)致分閘電磁鐵空程減小，鐵心撞擊速度過(guò)低，撞擊時(shí)動(dòng)量不足，無(wú)法使合閘保持掣子成功脫扣。二者結(jié)合最終導(dǎo)致分閘不成功，分閘線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電而燒毀。

圖3 調(diào)節(jié)限位螺桿頂部橡膠套破裂

1.4 機(jī)構(gòu)閉鎖功能不正常

由于防護(hù)閉鎖機(jī)構(gòu)未退出或不正常導(dǎo)致斷路器閉鎖，分合閘命令發(fā)出，但斷路器無(wú)法動(dòng)作，特別針對(duì)于遙控命令一直存在致使線圈過(guò)載，造成線圈燒毀：110kV桑變，在進(jìn)行35kV開(kāi)關(guān)柜（型號(hào)：KNY61-40.5）檢修時(shí)，在未進(jìn)行防護(hù)閉鎖裝置檢查的情況下，進(jìn)行分合閘整組試驗(yàn)工作，由于此開(kāi)關(guān)柜類型的防護(hù)裝置屬于純機(jī)械式，且存在卡澀現(xiàn)象，無(wú)法切換狀態(tài)，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，將線圈燒損。

2 操作機(jī)構(gòu)二次回路（電氣）原因

2.1 輔助開(kāi)關(guān)切換不到位

斷路器分、合閘回路的切斷主要依靠輔助開(kāi)關(guān)，正常狀態(tài)下輔助開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)接觸良好且在標(biāo)識(shí)范圍內(nèi)，但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作中，會(huì)涉及調(diào)整斷路器開(kāi)距、分合閘速度、超行程等各類參數(shù)，會(huì)改變輔助開(kāi)關(guān)連桿的位置，導(dǎo)致輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)在某一特定的狀態(tài)（或分或合）下接觸不良或未接觸（如圖4所示）；如未對(duì)而輔助開(kāi)關(guān)分合位置做相對(duì)應(yīng)的調(diào)整，回路電流則無(wú)法正常被切斷，動(dòng)作信號(hào)則一直存在，最終導(dǎo)致線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電而燒毀。

2.2 分合閘回路電阻偏大

分合閘回路絕緣降低，線路老化造成電阻偏大，或者是分合閘回路中各電器元件接線端子部分松動(dòng)或銹蝕，使分合閘回路電壓衰減過(guò)大，導(dǎo)致分合閘線圈兩端的電壓過(guò)低，使分合閘鐵心獲得能量不足，無(wú)法釋放脫扣器，分合閘線圈長(zhǎng)期帶電，線圈燒毀，或者根本達(dá)不到線圈最低電壓動(dòng)作值，導(dǎo)致故障越級(jí)。

圖4 輔助開(kāi)關(guān)接觸不良導(dǎo)致觸點(diǎn)燒壞

2.3 在未儲(chǔ)能情況分合閘

現(xiàn)階段斷路器的分合閘基本由遠(yuǎn)方、后臺(tái)、監(jiān)控遙控操作進(jìn)行；存在斷路器由于各種原因未儲(chǔ)能的情況，特別是對(duì)于液壓機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，經(jīng)常出現(xiàn)接觸點(diǎn)粘連或者未儲(chǔ)能接觸點(diǎn)有損情況，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)各類信號(hào)不能及時(shí)傳回后臺(tái)或者不發(fā)信號(hào)；當(dāng)此時(shí)斷路器發(fā)出動(dòng)作命令，則會(huì)導(dǎo)致線圈燒毀，斷路器拒動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還將燒毀保護(hù)裝置插件。

2.4 分合閘接觸器故障

部分?jǐn)嗦菲髟诜帧⒑祥l回路設(shè)計(jì)時(shí)，考慮各種原因在分、合閘回路中接入中間繼電器來(lái)控制分、合閘回路。若當(dāng)接觸器發(fā)生粘連、燒毀等故障時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致回路電流不能時(shí)被切斷，動(dòng)作信號(hào)一直存在而使線圈通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，燒毀線圈。

再者接觸器使用年限長(zhǎng)、自身老化等原因，導(dǎo)致線圈電阻變大，會(huì)使接觸器吸合電磁力不夠，造成主觸點(diǎn)產(chǎn)生拉弧，接觸器的主觸點(diǎn)接觸電阻增大等情況，從而導(dǎo)致線圈的勵(lì)磁電流變小，勵(lì)磁力度不足，鐵心動(dòng)作速度慢、力度小，導(dǎo)致脫扣機(jī)構(gòu)不能正確動(dòng)作釋放，最終使線圈過(guò)載，造成線圈燒毀。

2.5 分合閘回路電壓低

當(dāng)變電站電源容量下降或者二次回路上電阻偏大時(shí)，動(dòng)作的瞬間線圈兩端電壓較低，電磁體電壓動(dòng)作值達(dá)不到斷路器最低動(dòng)作值的要求，線圈長(zhǎng)時(shí)間帶電導(dǎo)致燒毀。

3 防止分合閘線圈燒毀一般措施

3.1 運(yùn)行巡視方面

1）在日常巡視時(shí)要認(rèn)真檢查分合閘線圈及二次端子排銹蝕情況，對(duì)銹蝕嚴(yán)重的分合閘線圈進(jìn)行登記排查，并加強(qiáng)跟蹤觀察。

2）要檢查機(jī)構(gòu)箱內(nèi)相關(guān)的軸、銷(xiāo)、鎖扣和機(jī)械傳動(dòng)部件、傳動(dòng)連桿及其他外露零件無(wú)銹蝕，無(wú)變形損壞，潤(rùn)滑良好，連接緊固；端子箱溫濕度控制器能正常工作，加熱器能正常起動(dòng)，箱內(nèi)無(wú)凝露現(xiàn)象。

3）在進(jìn)行斷路器分合閘操作前、后，都要檢查分合閘線圈情況，觀察各機(jī)械傳動(dòng)部位位置是否正常，分合閘線圈是否處于正確的位置，正常無(wú)誤后才能開(kāi)始操作。

3.2 檢修維護(hù)方面

1）要正確調(diào)整好斷路器的連桿機(jī)構(gòu)，并對(duì)斷路器各轉(zhuǎn)動(dòng)部位加強(qiáng)潤(rùn)滑，確保機(jī)構(gòu)各轉(zhuǎn)動(dòng)部位沒(méi)有卡澀現(xiàn)象，對(duì)分合閘鐵心的空程、行程、總程等各項(xiàng)指標(biāo)必須按照廠家說(shuō)明書(shū)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2）檢查各繼電器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)、輔助開(kāi)關(guān)的位置切換及觸點(diǎn)是否正常，確保輔助開(kāi)關(guān)切換到位，二次回路絕緣檢查符合標(biāo)準(zhǔn)，二次回路電阻需測(cè)試合格。

3）必須對(duì)斷路器進(jìn)行低電壓動(dòng)作試驗(yàn)[8-10]，并確保其滿足相關(guān)規(guī)程要求，低電壓試驗(yàn)不合格必須找出相關(guān)原因及時(shí)排除。

4）在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，要注意機(jī)構(gòu)是否有機(jī)械聯(lián)鎖。機(jī)械聯(lián)鎖會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)不能完成分合閘過(guò)程，而由于分合閘動(dòng)作未完成，分合閘信號(hào)一直不能消除，所以線圈一直帶電，易造成線圈燒毀。

3.3 技術(shù)改造方面

針對(duì)老式開(kāi)關(guān)柜等防誤閉鎖裝置：可以在防誤操作機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)位置加裝微動(dòng)開(kāi)關(guān)或加裝輔助切換開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)與分合閘回路串聯(lián)，隨著操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)作斷開(kāi)或接通控制回路，當(dāng)斷路器位置不對(duì)時(shí)，無(wú)論就地操作或遠(yuǎn)方操作，分合閘線圈都不會(huì)帶電，從而避免調(diào)試或者位置不對(duì)應(yīng)操作時(shí)的線圈燒毀。但所加裝的微動(dòng)開(kāi)關(guān)或輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)容量必須與線圈容量匹配，防止該位置的開(kāi)關(guān)成為新的故障點(diǎn)。

針對(duì)分合閘回路內(nèi)的改造，可以利用市面上現(xiàn)存的各種類型線圈保護(hù)裝置，其基本原理就類似于時(shí)間繼電器，經(jīng)過(guò)整定時(shí)間后接通或斷開(kāi)回路，保障二次回路及分合閘線圈完好。

因此在原有的二次回路中，串聯(lián)線圈保護(hù)器，可作為保護(hù)分、合閘線圈的一種有效措施，且線圈保護(hù)器監(jiān)測(cè)電流準(zhǔn)確，體積小巧分?jǐn)嗳萘看螅惭b簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)改造較為容易實(shí)現(xiàn)（如圖5所示），KK為遠(yuǎn)方、就地切換，DL為輔助開(kāi)關(guān)，TQ為分閘線圈，HQ為合閘線圈，±KM為直流電源，1CJ、BCJ為保護(hù)遠(yuǎn)方信號(hào)出口。

在TQ、HQ兩端串聯(lián)線圈保護(hù)器，在接收到分合閘指令后，線圈保護(hù)器同時(shí)起動(dòng)，經(jīng)過(guò)整定時(shí)間延時(shí)后強(qiáng)迫分?jǐn)嗷芈冯娏鳎ＷC線圈和系統(tǒng)回路的安全。其缺點(diǎn)在于增加了二次元器件，一旦線圈保護(hù)器損壞，則會(huì)造成控制回路斷線的故障。

圖5 加裝線圈保護(hù)器示意圖

結(jié)論

本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際案列情況，對(duì)斷路器分合閘線圈常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析，主要對(duì)分合閘線圈燒毀原因從控制回路和操作機(jī)構(gòu)兩方面進(jìn)行了重點(diǎn)分析。提出預(yù)防分合閘線圈燒毀的一般性措施，為檢修工作提供參考，同時(shí)積累和參照事故缺陷處理經(jīng)驗(yàn)，更好地做好檢修工作，以減少分合閘線圈燒毀和斷路器拒動(dòng)的情況，維護(hù)電網(wǎng)健康穩(wěn)定發(fā)展。