斷路器是變電站中最重要的設(shè)備之一．但長期以來，生產(chǎn)廠家多偏重其一次性能，而故障卻經(jīng)常出現(xiàn)在二次回路上。斷路器線圈燒毀是經(jīng)常發(fā)生的事情，很多情況是因?yàn)閿嗦菲鱾鲃?dòng)機(jī)構(gòu)本身卡死，不能進(jìn)行分合閘操作，從而燒毀線圈。但也有其他原因會(huì)導(dǎo)致線圈燒毀。

1 事故說明

8月19日，孫家壩#2主變#202斷路器報(bào)控制回路斷線。此斷路器投運(yùn)較早，對應(yīng)的繼電保護(hù)裝置已于1年前更換。檢修人員在處理過程中發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)跳閘線圈燒毀，遂予更換。查閱相關(guān)記錄，此斷路器在最近一段時(shí)間內(nèi)并無操作。

2 事故分析與探討

圖1 跳閘線圈位置說明圖

跳合閘線圈都由鐵芯，線圈繞組及中間可以活動(dòng)的銜鐵構(gòu)成。當(dāng)線圈兩端加到額定電壓時(shí)，就會(huì)有電流通過繞組，產(chǎn)生磁場，吸動(dòng)鐵銜去頂撞斷路器脫扣器，從而導(dǎo)致斷路器動(dòng)作。

圖1為跳閘線圈位置說明圖，2個(gè)跳閘線圈中的銜鐵高低緊密重疊，只要一個(gè)線圈動(dòng)作或兩個(gè)線圈同時(shí)動(dòng)作將導(dǎo)致斷路器跳閘。在更換完燒毀的跳閘線圈后發(fā)現(xiàn)，斷路器在合閘位置時(shí)，未更換的另一個(gè)跳閘線圈已經(jīng)勵(lì)磁，線圈中的銜鐵已有微動(dòng)現(xiàn)象，用萬用表測量發(fā)現(xiàn)此線圈兩端壓差為7V左右，當(dāng)操作斷路器進(jìn)行分閘時(shí)銜鐵動(dòng)作卻不明顯。而更換的新線圈兩端壓差較小，分閘時(shí)銜鐵動(dòng)作明顯。這說明兩跳閘線圈產(chǎn)生的電磁力并不相同。

電磁力的不一致將影響斷路器跳閘傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性。高壓線圈特性試驗(yàn)規(guī)定，跳閘線圈在額定電壓的30%內(nèi)不應(yīng)動(dòng)作，這里的動(dòng)作是指銜鐵頂撞脫扣器導(dǎo)致斷路器跳閘，而銜鐵因電磁力較小未能使脫扣器變位的情況卻不在規(guī)定內(nèi)。理想的狀態(tài)是跳閘線圈在斷路器合閘狀態(tài)時(shí)連銜鐵的輕微動(dòng)作都不應(yīng)該發(fā)生。檢查發(fā)現(xiàn)，兩跳閘線圈銘牌不一樣。主要參數(shù)如下：

表1 線圈主要參數(shù)

現(xiàn)場測量與跳閘線圈串接的電壓型繼電器HWJ的電阻，測量值為6kΩ，HWJ的電阻是跳閘電阻的20幾倍，當(dāng)斷路器處于合閘位置時(shí)，HWJ和跳閘線圈兩端電壓共為220V，跳閘線圈分壓正好7V左右。

這說明斷路器的跳閘線圈的電阻和保護(hù)裝置的HWJ的電阻匹配并不理想，當(dāng)斷路器長期處于合閘位置時(shí)，跳閘線圈兩端壓差過大，以至于線圈一直處于“工作”的狀態(tài)，并且線圈線徑太細(xì)，長期通過發(fā)熱容易導(dǎo)致線圈燒毀。

圖2 跳閘控制回路圖

（注：本文中HWJ的電阻是指HWJ及其附加電阻）

對于跳閘線圈在本該動(dòng)作時(shí)卻動(dòng)作不明顯也可以這樣解釋：其他條件一樣時(shí)，由于線圈磁力的大小取決于線圈的安匝數(shù)nI，即線圈的匝數(shù)n與電流I的乘積。當(dāng)斷路器分閘時(shí)，由圖2可以看出，此時(shí)HWJ被短路，全部壓降都落在了跳閘線圈上，線圈電阻較小，則電流較大，再根據(jù)線圈的匝數(shù)，就可以得出：雖然未更換的線圈匝數(shù)多于已經(jīng)更換的線圈匝數(shù)，但是前者的電磁力比后者小。考慮到此斷路器為液壓操作機(jī)構(gòu)，相比彈操機(jī)構(gòu)需要更大的電磁力，遂將剩下的跳閘線圈給予更換。

對于合閘線圈，也存在同樣的問題。但對于一直處于運(yùn)行狀態(tài)的斷路器，合閘回路處于斷路狀態(tài)，此問題并不明顯。

3結(jié)論

這次事故提醒了檢修人員在更換燒毀的雙跳閘線圈時(shí)，應(yīng)先了解兩跳閘線圈的電氣及機(jī)械特性參數(shù)；設(shè)計(jì)人員在斷路器選型時(shí)，不僅要注意操作回路中線圈電阻和HWJ及TWJ的匹配問題，還應(yīng)將線圈線徑等參數(shù)納入考慮范疇；而斷路器生產(chǎn)廠家也應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提高自己的產(chǎn)品質(zhì)量，以滿足電力系統(tǒng)對設(shè)備可靠性日益增長的需求。

本文編自《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“一起跳閘線圈燒毀問題的分析及處理”，作者為劉琦。