变电站断路器的故障与检修分析

变电站断路器的故障与检修分析

云桂青,刘凯

新疆中泰化学阜康能源有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000 

摘要：高压断路器是变电站重要的控制与保护设备，它可根据运行要求改变设备的运行状态，同时在电气设备故障时，通过继电保护及断路器，使断路器在规定的时间内动作，开断异常电流，将故障设备从供电系统中快速切除，防止事故扩大。断路器要实现控制与保护功能，需要通过直流电源系统、微机继电保护装置、断路器操动机构、二次断路器等来实现其功能。由于断路器涉及设备众多、线路分布范围广，运行中断路器断路器故障时有发生，运行及检维修人员熟悉断路器原理，可加快故障的排查处理进度，提高系统的安全可靠性。

关键词：变电站；断路器；故障与检修

1 故障分析

1.1 分合闸线圈故障

1.1.1 故障情况

110 k V*站35 k V一线36T断路器进行停电操作，调度人员远方遥控发现远程分闸失败，运维人员进行就地分闸，并将缺陷情况通知变电检修班。检修人员到达现场后，用万用表测量分闸线圈，发现分闸线圈烧毁。更换分闸线圈后，测量分闸回路正常，调度人员远方遥控正常。

1.1.2 故障分析

合闸可通过遥控操作、重合闸动作和手动操作来接通回路实现断路器合闸。分闸除了遥控操作、手动操作来实现断路器分闸，还有一种方式为保护装置动作切除故障。正常运行时：当断路器在分闸位置时，断路器动断辅助接点QF1处于闭合状态，断路器动合辅助接点QF6处于断开状态；当断路器在合闸位置时，断路器动断辅助接点QF1处于断开状态，断路器动合辅助接点QF6处于闭合状态。也可以说是断路器处于分闸状态，合闸回路处于待命状态；断路器处于合闸状态，分闸回路处于待命状态。

对于跳闸线圈来说，均是在短时间内通过较大的电流产生电磁作用，使跳闸线圈的衔铁撞击断路器的分闸操作机构，达到断路器分闸的目的。正常情况下该线圈能承受2～3 s的大电流，若分合闸回路无法在该时间内有效断开，则势必造成跳、合闸线圈长期通电过热熔结，甚至烧毁。此次故障经过检查发现，通电后分闸线圈产生电磁作用力达不到预定值，导致无法使断路器分闸，而分闸回路一直处于导通状态，致使线圈烧毁。

图1 断路器二次回路

1.2 行程开关故障

1.2.1 故障情况

某变电站35 k V高村站进行倒负荷操作，调度控制中心对451断路器远方合闸操作失败，运维人员到现场进行就地合闸成功，并将缺陷告知变电检修班。35 k V高村站恢复正常运行方式后，检修人员到现场对451断路器检查，现场手动分、合闸都正常，而在进行分、合闸试验时，合闸未成功，储能电源二次空气断路器断开。

1.2.2 故障分析

现场手动分、合闸和手动储能时，并未出现任何问题。用仪器分别进行了分、合闸及储能试验，均正常。当把储能电源空气断路器合上，遥控断路器合闸时，就会出现故障情况。检修人员判断二次回路出现故障，利用万用表测量分、合闸线圈无问题后，检查分、合闸回路。检查合闸回路时发现，合闸时合闸回路存在异常，进而对行程开关进行测量，发现触点出现粘连情况。仔细观察储能机构存在卡涩现象，由于启动电流过大，使得电压超过空气的耐受力，电离变成导体产生电弧，电弧绕过绝缘体沿着绝缘体的表面产生，伴随发热将行程开关内部上下层间绝缘击穿，造成储能回路和断路器出现短路，使得储能电源二次空气断路器断开。检修人员将行程开关进行更换，并对储能机构添加润滑剂，断路器恢复正常状态。

2断路器故障排查方法

2.1 断路器故障的分析判断思路

断路器接线复杂，涉及设备元器件多，运行维护人员应熟悉系统二次原理及图纸接线，了解各回路若发生故障后所表现出来的现象，根据现象，结合工程图纸对断路器进行分析。处理断路器异常时，首先应能根据故障现象，找出故障所在的分支回路，判断出故障可能原因；分析故障回路所涉及的设备及相关元器件的具体安装位置，结合必要的检测手段，对故障回路可能的故障点进行逐一排查，直到找出故障点并消除故障，恢复断路器正常运行。

2.2 查找断路器故障的常用方法

2.2.1 导通法

在被测回路断开电源的条件下，利用万用表的电阻档，测量线路、接点、线圈等是否符合使用标称，是否导通，进而查出回路断点，确定故障原因。导通法测量时，应注意校对表的准确性并选择相应量程，通用做法是先选用低档，若测出两点阻值为0Ω，说明两点间回路接触良好；若测出两点阻值为∞，说明两点间回路不通；若测出两点间阻值为低阻，说明两点间可能接触不良或有线圈等元件，此时应注意被测线路是否还有其它回路及元件，以免引起误判断。

2.2.2 电压测试法

利用万用表相应的电压档，可带电查找回路的导通情况，通过测量电源电压、负载电压，开路电压等，判断回路是否正常。测量时应注意万用表的量程选择，确保不用低量程测高电压，以免把表损坏；同时测量直流时，应注意正负极性。

2.2.3 替换法

排查断路器故障，应从各部分之间的联系点分段进行分析，缩小故障范围,准确判断是线路及元器件故障还是微机保护装置内部故障。先对微机保护装置外部的回路进行全面排查，若判断接线无误、故障可能为微机保护装置内的插件板或某个元器件引起，由于保护装置的复杂性，如有备品备件可替换使用，设定好与原整定值相同的定值参数后，先行恢复系统的正常运行，之后再与设备生产厂联系，设法修复故障设备。

3变电站断路器故障的检修要点

3.1拒跳故障的检修要点

在变电站断路器的运行中，发生拒跳故障的可能性非常高，而一旦发生这种故障问题，必将造成较大范围的停电事故，这给人们的正常生活和社会经济的发展将产生巨大危害。所以，对于拒跳故障的处理，相关人员首先要做到快，即发现快、分析快和解决快，这就要求其具备丰富的实践经验与高超的技术水平。针对工作人员正常分断出现的拒跳故障，如果情况紧急可以采用手动分闸或者其他的分闸方法；假如不是很紧急，则要对分闸回路进行全面检查。

3.2误跳故障的检修要点

误跳故障的发生原因主要是因为误操作、人为误碰或者受机械外力等原因造成的，对于这些问题引起的误跳故障应及时进行故障问题的排除，然后要立即恢复正常送电。针对别的故障原因，假如不能立即恢复送电，要与上级部门取得联系，协调有关部门对存在误跳故障的断路器进行全面检修，根据具体故障原因做好故障排除工作。

3.3断路器过热的检修要点

在断路器的运行中，如果其温度过高，也会发生跳闸的问题，对此就需要相关人员可以重视对过热情况的处理。简单来讲，在平时的检查维修工作中，如果工作人员发现断路器存在温度异常情况，则要及时对过热的部分进行降温处理，具体处理方法需要根据什么部位发热以及发热的原因进行选择，例如断路器过热是因为负荷过大引起的，那么就需要降低负荷电流；如果是控制电路故障、磁线圈烧坏等不会对灭弧性能产生影响的问题，可以在分闸断电后进行处理。但是对于触头烧融，导致分闸操作无法进行时，则要慎重对待，一般需要对上一级的断路器进行断开才能进行检修。

结论

随着社会各领域用电需求的不断增加，电力企业必须切实保障电力系统的持续、稳定和高效运行。变电站作为组成电力系统的关键部分之一，其运行质量对电力供应的效果有着很大的影响，倘若变电站断路器频繁发生故障，必然无法保证电力供应的可靠性与持续性。所以，相关人员要加强对断路器常见故障的分析，通过制定科学可行的检修方案与措施，从而减小故障发生的概率。

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