高压断路器分合闸线圈烧毁分析与探讨

高压断路器分合闸线圈烧毁分析与探讨

李治

（包头供电公司修试管理一处，内蒙古 包头 014000）                                                                                                    

摘要：高压断路器分合闸线圈连接一二次设备，是保证断路器正确分合闸的重要元件。系统故障时，分闸线圈一旦烧毁将直接导致断路器不能分闸，进而导致越级跳闸，扩大故障范围。本文对高压断路器的结构进行分析，对跳合闸线圈烧毁的原理进行分析和总结，并提出相应的防范措施，对电网的安全稳定运行具有很好的指导作用。

关键词：高压断路器线圈安全稳定

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0  引言

电网出现故障时，如果断路器不能正确分合，将会使故障范围扩大，损坏一次设备进而扩大停电范围。跳合闸线圈是保证断路器正确跳合闸的元件。当控制系统正常运行，由于断路器分合闸线圈烧毁导致断路器不能分合的现象时有发生。因此对跳合闸线圈进行研究，提出防止跳合闸线圈烧毁的防范措施，成为研究的重点[1]。

1  高压断路器的结构原理

高压断路器本体由开断元件、传动元件、操作机构、支撑绝缘、底座五部分组成。控制方式由就地控制和远方控制组成[2]。通过二次控制回路使跳合闸线圈带电，进而使铁芯动作，引起衔铁动作，触发跳合闸质子，实现断路器机械机构的跳合闸。因此跳合闸线圈在断路器跳合闸过程中起到将电能转换为机械能的传递过程，是实现断路器跳合闸不可或缺的一个环节。高压断路器的跳合闸线圈一旦被烧毁将直接导致断路器不能分合闸，使一次设备不能得到有效保护。

2  高压断路器跳合闸线圈烧毁的原因

机械结构、电气部分的故障都有可能导致断路器不能正确跳合闸。本文对断路器跳合闸线圈烧毁的原因进行了总结。

2.1断路器本体缺陷

断路器本体机构绝缘降低，拉杆脱落等故障可能导致线圈长期带电烧毁。在系统故障，断路器跳闸时，断路器喷油短路、灭弧室烧损、分闸触头接触不良、SF6气室漏气等现象发生，会导致断路器不能分闸到位，使一次设备长期通过较大短路电流，进而使跳合闸线圈烧毁[3]。

2.2二次回路电阻增大

当断路器器二次回路电阻增大导致跳合闸线圈两端的启动电压降低，导致铁芯不能吸合。质子受到的机械力不够导致断路器不动作，使断路器线圈较长时间流过较大的电流而烧毁。断路器线圈正常情况下不流过电流。当两端电压达到启动电压，电流达到动作电流时，电磁感应原理使衔铁吸附，导致断路器动作[4]。但是当断路器线圈流过较长时间电流时就会将断路器烧毁。一般断路器线圈流过电流的时间不能超过5分钟。分闸线圈在额定电压的65%以上时可靠分闸。合闸线圈在额定电压的80%以上时可靠合闸。

2.3线圈松动

当断路器器二次线圈松动时，可能导致电磁铁机械故障，导致电磁铁不能正确移动，进而不能驱动传动机构动作，导致断路器不能正确分合闸。

2.4跳合闸指令短

当保护装置或测控装置发出的跳合闸指令比较短，导致断路器不能正确分合闸，辅助触点不能正确转化，若直流回路存在寄生回路，有可能导致线圈长时间带电，将跳合闸线圈烧毁。

3  高压断路器跳合闸线圈烧毁的防范措施

防止高压断路器跳合闸线圈烧毁的防范措施需从机械结构和电气回路入手。

3.1增加时间继电器

断路器跳合闸线圈烧毁的主要原因是由于线圈长时间带电。因此如果能将线圈的带电时间限制在规定范围之内，就可以大大减少线圈烧毁的机会。为此，我们在二次回路中加入时间继电器。当跳合闸命令发出时，驱动该时间继电器和接触器，当时间超过继电器的动作时间时，时间继电器吸合，动断触点断开。该动断触点串联在跳合闸线圈回路，进而将跳合闸回路断开，使跳合闸线圈不带电，防止线圈烧毁。

3.2综合监控器保护

建立系统综合监控系统，通过信息采集，实现跳合闸命令、断路器位置等参数的有效监测，通过智能装置切除跳合闸回路，防止跳合闸回路长时间带电，烧毁跳合闸线圈。

3.3限制线圈阻值

断路器跳合闸线圈阻值的大小也会影响断路器正确分合闸。当断路器跳合闸线圈阻值较大时，可能导致二次回路电流不能达到规定值，导致不能足够吸合电磁铁，进而使机械机构拒动，导致断路器不能正确分合。当断路器阻值较小时，使线圈中流过的电流比较大，也会烧毁跳合闸线圈。

3.4检查机械结构

检查断路器的传动轴、质子等元件的位置是否到位，观察传动杆是否顶出范围导致位置不能复原，监视SF6气室的气体密度以及采取其他措施，防止由于机械机构导致高压断路器分合闸线圈烧毁。                          

4  结语

高压断路器是保证电网安全的重要一次设备。断路器不能正确分合闸将使故障范围扩大，导致一次设备损坏。跳合闸线圈烧毁是导致断路器不能分合的主要原因之一。本文对跳合闸线圈烧毁的原因进行了分析，并归纳了一套行之有效的防范措施，可以有效避免跳合闸线圈的烧毁，对维护电网的安全稳定运行具有很好的指导意义和价值。

[1] 张春喜.关于预防断路器分合闸线圈烧毁的可行性研究[J].北京：华北电力大学，2014.

[2] 索南加乐、宋国兵.高压断路器跳合闸线圈保护原理[J].电力系统保护与控制,2002，,30（3）：27-29.

[3] 陈晓南.高电压真空断路器电动弹簧操动机构设计方法的研究与实践[D].西安交通大学，1990.

[4] 王宝成.一种断路器的合闸、跳闸控制线路及信号回路的设计[J].建筑工程技术与设计,2015（10）.