35kV充气式断路器合闸线圈烧毁分析及预控

35kV充气式断路器合闸线圈烧毁分析及预控

马仕平

（国网四川省电力公司北川羌族自治县供电分公司）

摘要：在变电站中，高压断路器不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时，能切断过负荷电流和短路电流。所以，保证断路器的可靠运行，及时排除断路器存在的故障十分重要。本文针对一起XGN8A-40.5充气式开关柜断路器在合闸时，合闸线圈烧毁的故障进行分析，提出了后期预防控制措施。

关键词：开关柜；断路器；合闸线圈；辅助转换开关；防跳继电器

1.引言

随着电力工业的迅速发展，电网安全稳定运行日益重要，特别是变电站发生事故，可能造成局部电网瘫痪。近期我公司发现一起北京北开电气有限公司生产的XGN8A-40.5充气式开关柜断路器合闸不久后就使合闸线圈烧毁，造成一条35kV线路被迫停运事件。通过认真分析本次事故从而得到该批次开关柜存在的缺陷，由此避免了同批次开关柜再次出现类似故障，造成不必要的电网事故。

2.发现问题

2.1事件发生前设备运行工况

事件发生前，35kV××线保护动作出口,开关跳闸，使35kV××线停运。

2.2事件发生过程

故障处理完毕后，运维人员开始送电操作，合闸成功。大约3分钟过后，配调通知运行人员“35kV××线控制回路断线动作，立即对设备进行检查”运行人员立即到现场进行检查，发现控制电源空开确已跳闸，保护装置发“控制回路断线告警”，并且闻到现场有很重的烧焦味，怀疑二次回路上有元件烧毁。运行人员立即将现场情况告知调度和检修人员。

2.3事件发生后隔离措施

为确保35kV××线安全可靠，配调立即下令“将35kV××线由运行转冷备用”，并要求检修班查明故障原因并进行处理。

2.4初步检查分析

检修人员到达现场检查，首先拆除操作机构挡板，检查烧毁部件。拆除挡板后，发现开关合闸线圈外壳有烧伤痕迹，线圈二次出线有烧焦痕迹，确认合闸线圈烧毁。同时观察发现防跳继电器灯处于常亮状态，说明防跳继电器已经启动。

接着，按照“先简后难、先外后内、先一次后二次”的处理原则，检修人员检查控制电源空开和储能电源空开断开，手动分合操作机构后，断路器均能正确动作。证明操作机构机械部分正常。

在检查合闸回路过程中，发现开关虽已合闸，但是防跳继电器KO的4、12常闭触点仍然处于闭合状态，辅助转换开关1、3常闭触点仍然处于闭合状态，导致合闸回路导通而长时间带电，使合闸线圈烧毁。

进一步检查确认，开关辅助转换开关安装不牢固，在多次操作后，固定螺栓已经松动变位，用手轻摇即有晃动迹象。检修人员在确认开关已经分闸、弹簧未储能的状态下，取下辅助转换开关后，发现辅助转换开关背后的1、3常闭触点已烧毁粘连。

同时，观察发现合闸回路上防跳继电器灯常亮，但是防跳继电器上的4、12常闭触点仍处于闭合状态，说明该防跳继电器不能正确动作，导致开关合闸回路长时间带电，致合闸线圈烧毁。

综上所述，此次故障是由于辅助转换开关和防跳继电器同时故障，导致合闸回路导通而长时间带电，使合闸线圈烧毁。

3.处理经过

因该站于2017年新建投运，该充气式开关柜属于封闭式设备，合闸线圈、辅助转换开关、防跳继电器现场均没有备件，导致合闸回路故障不能及时处理，35kV××线被迫停运。检修人员立即和北京北开电气有限公司售后人员协调，说明开关合闸回路故障相关情况，并要求厂家立即邮寄合闸线圈、辅助开关和防跳继电器各一个。厂家人员回复“该型号开关合闸回路操作机构内的合闸线圈备件，是由另一厂家制造，需要从该处采购，会耽误发货时间”。

四天后，备件到货，检修人员对合闸线圈、辅助转换开关和防跳继电器型号进行了仔细比对，确认无误。然后对合闸线圈阻值进行了测量，测量结果为174欧姆，符合要求。

接着立即对开关合闸线圈、辅助转换开关和防跳继电器进行更换。在更换前，检修人员严格注意以下安全事项：（1）将分合闸弹簧释能；（2）确认断路器处于分闸位置；（3）更换二次回路元件时，确认均无电压，并填好二次回路安全措施票，做好相应记录；（4）安装机构各连接、紧固件时，确认连接部位松动无卡阻。

在更换完成后，首先进行断路器操动机构试验，在分合断路器多次后均能正常分合。接着进行断路器机械特性试验合格。30%额定电压三次不动作，65%最低分闸电压可靠动作，80%最低合闸电压可靠动作。试验数据合格。

检修人员会同现场运行人员再次确认检查，确认开关故障处理完毕，设备具备带电条件。在汇报调度后，开始送电操作，35kV××线恢复运行。

4.解决办法

4.1根据此次故障分析处理结果，按照“国家电网公司变电检修管理规定（试行）第2分册断路器检修细则”的规定，二次回路稳定运行必须遵循以下要求：

（1）辅助开关应安装牢固，应能防止因多次操作松动变位。辅助开关接点应转换灵活、切换可靠、性能稳定。辅助开关与机构间的连接应松紧适当、转换灵活，并应能满足通电时间的要求。

（2）二次元器件无损伤，各种接触器、继电器、微动开关、加热驱潮装置和辅助开关的动作应准确、可靠，接点应接触良好、无烧损或锈蚀。

4.2更换处理后需进行断路器机械特性和操动机构试验：合闸时间、分闸时间测试结果应满足制造厂规定值，三相分闸不同期不大于3ms，三相合闸不同期不大于5ms。并联合闸脱扣器在合闸装置额定电源电压的85%～110%范围内，应可靠动作；并联分闸脱扣器在分闸装置额定电源电压的65%～110%（直流）或85%～110%（交流）范围内，应可靠动作；当电源电压低于额定电压的30%时，脱扣器不应脱扣。

4.3该站投运时间不到一年。开关由热备用转运行后，辅助开关触点烧毁和防跳继电器不动作，导致合闸线圈烧毁。说明北京北开电气有限公司提供的该型号开关二次回路不可靠。要求在该站全站停电检修时，厂家排出专业人员到现场，对其余开关柜二次回路仔细排查，特别是辅助转换开关固定螺栓和二次接线端子，确保类似故障不会发生。

4.4该站二次回路需拆除挡板，属于封闭式设备。按照建站时协议内容，二次回路各元器件没有备件，在开关出现故障后，联系厂家采购备件，而厂家没有该型号开关辅助开关和防跳继电器备件，需从另一厂家采购，导致停运时间延长。

4.5该站站内备件准备不足，导致开关合闸回路故障时，不能及时处理。要求检修班组立即采购相关备件，做到故障时能及时处理。同时，对其余各站备件情况进行全面梳理，对没有的备件及时申报购买，做到变电站出现故障时能及时处理。

4.6建议在设备采购时，选用更加可靠的厂家，确保类似事件不再发生。

5.结束语

总而言之，在电力系统的运行过程中，变电站断路器具有至关重要的作用，随着新的断路器使用越来越多，必然出现许多问题，所以在今后的断路器维护、缺陷处理中，应深挖故障原因，避免类似缺陷的存在，并提前做好预防工作，确保变电站的稳定运行，提高电力系统的供电质量。

参考文献】

[1]充气式开关柜运维检修试验安全导则.

[2]国家电网公司变电检修管理规定（试行）第2分册断路器检修细则.