在高壓開關設備的發展過程中，由于CD型電磁操作機構其結構簡單、工作可靠，曾經是開關設備中主要且通用的一種斷路器操作機構。在鐵路供電設備中，建成較早的變配電所仍有相當數量的開關使用該型機構，且大多與貫通、自閉等行車電源線路相關。該型機構投入運行的時間普遍較長，設備普遍存在老化現象，在合閘過程中如果有機構工作狀況不良致使合閘不到位，均容易使該機構的主要部件合閘線圈（下稱合圈）燒損，從而影響設備運行和正常供電。

故障原因分析

CD型電磁操作機構在合閘時，合圈中通過100A左右的大電流，線圈中產生強大的電磁力推動合閘頂柱使其產生強大的沖擊力，利用該沖擊力推動合閘機構傳動部分達到合閘位置，并利用四連桿機構使其保持合閘位置。

在設備普遍老化的情況下，目前管內該型操作機構合閘控制電路設計均容易出現圖1所示問題。出現該問題的根本原因是合閘啟動后，由于自保持電路的存在，合閘控制電路除了依靠輔助開關轉換來使其斷開以外，沒有其它后備保護措施，只要輔助開關不斷開，就容易發生合圈燒損的故障。

這要求蓄電池保持良好的性能，合閘機構和輔助開關有較高的可靠性和準確的配合，但設備在長時間運行后這些方面往往都有所下降，在設備數量眾多、管理分散的情況下，僅靠檢調并不能絕對保證其性能，因此有必要采用其它措施從根本上來防止合圈燒損的故障。

圖1 合圈燒損原因分析圖

解決方案分析

通過故障原因分析，要從根本上解決合圈燒損故障，就要求合圈在任何情況下都不能長時間受電，就是在合閘啟動后，不論合閘成功與否，在正常合閘時間后的一定時間內，強制使合閘控制回路斷開并返回，從而斷開合圈電源。

從上述原理出發，本文設計了一種具有延時強制斷開合閘回路保護功能的合閘控制電路。

1）合閘控制電路原理

合閘控制電路原理如圖2所示，在合閘控制回路中增加一個時間繼電器（SJ），作為延時強制斷開合閘回路的保護電路（圖中虛線部分），合閘啟動時，同時啟動SJ，如果機構各部件工作正常，則節點DL先于節點SJ斷開，使HC失電，合閘回路正常返回，如果機構工作不正常，節點DL沒有正常斷開，則SJ節點在適當的延時后斷開，使合閘回路強制返回，從而對合閘線圈起到保護作用。

SJ的延時時間要大于機構固有合閘時間，以確保機構正常合閘，但過大則容易導致合圈燒損，按照斷路器配置電磁操動機構的參數要求，通常合閘時間為不大于0.2s，故SJ設定為0.6秒即可滿足要求。

圖2 合閘控制電路原理圖

2）電路改造方案

不論是繼電保護裝置還是微機保護裝置，對原來的合閘控制電路進行相應的改造都比較容易實現， 為了不在保護裝置與合閘接觸器之間增加新的電纜，時間繼電器就近安裝在保護裝置附近最為合理。在此選用導軌式安裝的DHC19型時間繼電器，工作電源AC/DC: 100～240V，時間設定范圍0.06-99秒，節點容量3A，改造方便且美觀。

結束語

本文所設計的防止合圈燒損的合閘控制電路簡單、可靠，改造實現簡便易行，完全能夠防止因輔助開關轉換不到位而導致的合圈燒損故障，但該電路不能保護合閘回路節點粘連而導致的合圈燒損故障，但在實際運行中，此類原因導致的故障概率極低，幾乎可以忽略不計，因此，該電路完全能夠滿足設備實際運行的需要。

（摘編自《電氣技術》，原文標題為“CD型操作機構合閘控制電路的改進設計”，作者為甘永忠。）