断路器分、合闸线圈烧毁原因与应对措施研究

摘要：本文详细分析了断路器中分闸线圈及合闸线圈烧毁的具体原因，并有针对性地探究了预防断路器中分闸线圈及合闸线圈烧毁的有效对策。旨在提高断路器的使用寿命，最大限度降低因分、合闸线圈烧毁问题为使用者带来的经济损失。
关键词：断路器、分合线圈、烧毁原因、应对策略
电力系统在工作中断路器时常会出现分闸线圈与合闸线圈烧毁状况，通常情况下，是因频繁操作分、合闸，导致断路器的辅助开关接触不良，或由于线圈的接线柱短路、检修质量低下等原因导致的。另外，回路的错误界限、操作设备锈蚀等也可导致线圈烧毁。一旦出现分合闸线圈烧毁事故，将造成大范围停电，甚至可导致火灾、电力仪器烧毁等后果。
一、分闸线圈发生烧毁事故的原因。
在电力系统中，分闸线圈发生烧毁事故的原因有很多种，本文将从以下几个方面进行详细分析：
第一，分闸内部电磁铁出现机械故障。线圈松动导致断路器在分闸过程中电磁铁芯出现较大位移，造成铁芯卡涩，最终烧毁线圈。或者是因为铁芯过小的冲程，当分闸回路电源接通时，铁芯打不开脱扣机构造成线圈过度通电而烧毁。另外，铁芯内部的卡子松脱，造成铁芯和线圈脱掉、分离，最终使得线圈通电时间过长而烧毁。
第二，断路器出现拒分。当控制回路处于正常状态时，如果断路器发生了拒分故障，通常情况下是由于连杆机构出现了问题，这是因为不恰当地调整了死点，造成断路器的分闸铁芯力度不足以打开机构，造成线圈过载，导致分闸线圈被烧毁。
第三，没有合理调整辅助开关的分合闸状态。在调整断路器的分合闸状态时，必须同时调整与之相对应的辅助开关确保其指示在合理的范围中，但是在具体调整断路器超行程及开距等参数时，需要变换断路器的分合闸最初状态，而很容易忽视辅助开关状态的调整，在分闸过程中由于辅助开关具有较长的触点，很可能造成辅助开关未正确变换分合闸回路导致分闸线圈被烧毁。
第四，不恰当使用分闸回路中的辅助开关。在分闸控制的回路中存在两个延时动合接点，作用是确保断路器及时在合闸中发生短路也能有效完成脱扣操作。但是，因断路器完成合闸操作所需时间很短，比起分闸时间要短很多，在断路器没有脱扣的情况下就已经完成了合闸操作，这时，分闸回路中的延时节点将失去作用。与之相对的是，在分闸时延时接点因辅助开关出头绝缘空间太小，时常发生拉弧状况，长此以往的话就可能烧毁辅助开关触头，进而造成分闸线圈被烧毁。
第五，分闸回路中存在偏大的电阻。分闸线圈中的回路线路的绝缘性降低，或者因过细的线路加大了电阻，造成回路中电压降低，造成控制电压不能达到分闸线圈的动作值，造成分闸线圈带电时间过长，发生烧毁现象。更换分闸内部线圈过程中，对断路器的操作技术不熟练，将线径、阻值等不配套的先换换到分闸上，导致分闸线圈被烧毁。
二、合闸线圈发生烧毁事故的原因。
引起电力系统中合闸线路烧毁的原因也有很多种，笔者将从机构故障、辅助开关、合闸接触器、行程开关等方面做详细分析：
第一，断路器发生机构故障。如果断路器的合闸控制处于正常状态时，断路器结构内的传动连杆、内导电杆等卡涩，也可能使由于断路器与操作机构的连板没有配合好，死点设置过高，造成断路器合闸被拒，导致合闸内部的铁芯电量过大，造成线圈被烧。
第二，辅助开关所处位置不恰当。在正常的合闸状态时，断路器合闸线圈回路和辅助开关延时节点处于串联状态，当断路器完成合闸后，这时辅助开关将自动断开合闸回路，如果在这一过程中辅助节点拉弧或者打不开，就会造成合闸线圈带电时间过长而被烧毁。
第三，合闸的接触器发生故障。断路器借助电磁合闸时，因为较大的合闸电力，控制回路无法直接控制合闸线圈，必须借助合闸接触器的协助才能连接合闸线圈。所以，如果合闸接触器出现故障的话，未能有效断开，导致合闸线圈长时间通电，将造成线圈的烧毁。另一方面，合闸接触器内部线圈的电阻力变大，可能造成接触器常规装一台下吸力不足，接触点出现拉弧，长此以往的话，就会造成接触点电阻变大，严重影响合闸线圈内的电流，造成线圈内磁力不足，导致铁芯不能完成正确动作，线圈将出现过载现象，导致线圈被烧。
第四，行程开关发生故障。不科学调整行程开关中的顶杆滑轮，可能使其在储能中撞折，或者发生锈蚀无法反弹，都会造成线圈的烧毁。
三、预防分、合闸线圈烧毁的有效措施。
为了有效预防断路器分合闸线圈烧毁，必须提高检修质量，确保断路器的操作机构出于正常状态时不会出现问题。一般情况下，我们可借助更改电气接线及辅助节点的方法，减少断路器中分合闸线圈被烧故障的发生。
第一，更换新的辅助开关。把以往的F4--2辅助开关置换成全新的F9-2Ⅱ/W开关。调试F4--2辅助开关的操作十分复杂，可调节的范围很大，辅助节点在多次调解中极易出现接触不良，导致节点粘连问题的出现。全新的辅助开关在具有较强的拉弧能力，可供调节的位置仅限两点，操作简单。大量实践证明，使用全新的辅助开关之后，分合闸线圈发生烧毁故障的几率大幅下降。
第二，将时间继电器并联。在断路器的分合闸线中各并联一个时间继电器，以实现对其的电气保护。打开继电器延时，使其动断触点依次串联分闸、合闸的辅助节点。在非正常状态中，辅助节点可断开，使得断路器线圈通电，延时打开其断触点与动触点，分合闸线圈依次断电，以实现有效保护分闸、合闸线圈的目的。需要注意的是，在时间继电器处于并联状态时，不可因接入继电器而更改分合闸线圈回路的参数；在降低分合线圈电压时，应严格依照控制回路正确的电压等级，确定时间继电器的具体电压等级；依照合闸与分闸接触器的额定电压，确定继电器的容量及继电器触电必须拥有的拉弧能力；断电器的合闸、分闸时间应小于继电器正常的整定时间。由于时间过短的话，在辅助节点尚未来得及打开时，操作回路就完全断开，分合闸就不能有效完成操作；如果时间过长的话，就会造成分合闸线圈产生大量热量，造成线圈的绝缘性大幅降低；因为断路器断电实践不足0.1秒，所以继电器应该将其延时时间定为3秒；更改接线后，还必须重视调试环节，确保正确接线；把分合闸上的辅助节点依次短接，详细检查继电器的动作是否可靠。借助以上变更，可有效预防常见的几种分、合闸线烧毁故障。
第三，在合闸回路中串入行程开关。依照实际的发展要求，当前我国变电站借助自动装置，大多数断路器选择了SF6与真空断路器，操作机构均为弹簧储能。在实际工作中，笔者发现值班人员在完成合闸操作时，特别是就地完成操作，在机构尚未储满能量的情况下，因完成操作需要较长时间，可能会造成烧毁合闸线圈现象的发生。针对该问题，有关部门经过细致研究，将储能的行程开关的触点串联到合闸回路，在这种情况下，假如弹簧为储满能量时，行程开关不会自动到位，触电就不会发生闭合，这时合闸回路处于不通状态，自然合闸线圈是不会被烧毁的。
总之，电力系统中烧毁断电器分合闸线圈，是正常检修与操作中常见的问题。由此引起的危害及损失不可估量，因此有关部门必须充分重视断路器分合闸线圈烧毁问题，全面分析引起分合闸线圈烧毁的各种原因，并积极采取有效措施予以解决，进而有效预防断路器分合闸线圈烧毁故障的发生。
参考文献：
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