非過流故障下斷路器動作的特殊情況分析

【摘要】斷路器跳閘是電氣工程安裝及維修的常見故障之一，短路及過載電流沖擊是最容易分析到的原因，但在非過流情況下，存在大量其它影響因素，本文從系統聯動、接地保護、設備故障、切換方式等幾方面，通過本人在工程中參與的實例，較全面的分析總結了故障原因并提出建議，為日后及時準確處理此類故障提供了理論依據。

【關鍵詞】斷路器 跳閘 接地保護 切換鍵 故障

一、前言

作為一名電氣工程技術人員，經常需要面對緊迫的現場問題，斷路器在正常接通情況下動作跳閘，從而導致末端中斷供電，是最常見也最易影響生產生活的故障。斷路器作為目前廣泛運用的線路保護設備，跳閘原因通常是線路過負荷及短路電流引發的，統一可以歸結為過電流情況。最近幾年來，我公司新建技改工程紛紛投入生產使用，新增大量空調及設備負荷，集中使用往往在局部對線路造成沖擊，如配置不當很容易導致空開跳閘，對此類故障可結合設計圖紙查看回路負荷情況，如存在短路故障點，將其從回路切斷維修即可；如存在過載情況，重新進行負荷分布、更換回路配線及加大回路開關即可。

但是多數情況下，采用以上常見方法并不能解決問題，因為斷路器跳閘還有很多其它的故障因素，通過長期電氣工程的設計、管理、維護實踐中，我積累了一些經驗，下面將對特殊故障下的斷路器動作情況進行一次較完整的總結從技術上分析及提出解決辦法，從而便于快速查找故障點，及時準確解決問題，盡快恢復生產生活供電。

二、原因探討及實例分析

1.消防聯動引起的跳閘

近年來興建的大部分生產廠房均安裝有消防自動報警系統，該裝置在火災發生時，如人為按下手動報警按鈕或火警探測器向消防主機發出火災信號，系統均會通過控制模塊立即聯動切斷非消防電源，相關區域的斷路器在分勵脫扣控制下跳閘。在正常火災警情之外，還有很多非火警因素，如探測器故障、模塊故障、人為誤按、吸煙或粉塵產生煙霧等容易引發誤動作，為解決此類問題，在廠房調試運行中，我與設備廠商協商，系統模式選用自動+手動組合方式，在原聯動程序上做了進一步功能優化：（1）常規情況下，系統僅自動開啟聲光報警提醒值班人員注意，由人工識別現場信號情況，必要時手動啟動聯動控制；同時在程序中預先設定：（2）當多處或重點設置部位發出火災信號，則直接自動控制聯動切斷該區域電源。此舉較好地解決了誤動作跳閘對正常生產的影響，同時也保證了火災時的快速系統聯動。

2.漏電接地保護引起的跳閘

新建的住宅樓在裝修階段經常發生樓內總開關跳閘現象。按正常分析，由于末端每戶均設漏電保護器，且設分級保護，（各戶漏電電流為30mA，動作時間是0.1s；總斷路器漏電電流為300mA，動作時間為1s），因此末端負荷漏電或短路直接斷開總開關的理論依據不足，且住戶家用設備眾多，故障點非常隱蔽，常規檢查需要逐戶排查，非常費時費力，會較長時間影響居民正常生活。

通過分析觀察，發現實際上戶內回路出現漏電而引發樓內總斷路器跳閘的概率非常小，除非總斷路器及漏電附件出現問題，可以將重點放在以下容易忽視的方面：（1）底層車庫回路重點排查。車庫配電箱一般不設漏電保護開關，但部分住戶車庫被改造成底層店鋪使用，增加許多用電設備，特別是裝修期間，如設備外殼未可靠接地，容易構成漏電而引發總漏電開關跳閘；（2）底層樓梯間配電箱主干線，均套鋼管埋地敷設，由于在放線過程中須用力牽拉，如管壁不平整，存在毛刺，就易使絕緣外皮劃破，一旦管內存水或裸線碰到鋼管將帶來漏電，容易引發跳閘；（3）住戶配電箱總開關故障導致接地保護跳閘。當住宅小區開關跳閘發生時，選擇事故多發生部位進行排查，能夠盡快發現故障點，節省用電恢復時間。

3.斷路器發熱引起跳閘

除過負荷幾導線發熱造成斷路器過熱外，其它原因還有：

（1）觸頭接觸不良，接觸電阻超過標準值；

（2）導電桿與設備接線卡連接松動；

（3）導電回路內各電流過渡部件、緊固件松動或氧化，導致過熱。

在處理各種故障時，均遇到因斷路器接線端頭導線松動，導致跳閘現象，重新壓緊接線端則故障排除。這類故障具有一定隱蔽性，因為無明顯故障動因，且往往接觸點差之毫厘，肉眼較難分辨。

4.電容器切換引起跳閘

辦公樓內有大量大功率實驗設備，其中一臺實驗設備電機是150Kw，額定電流是266A，選用塑殼斷路器，額定電流是300A。廠家自配補償電容柜，啟動時沒有問題，但是停止時偶爾引發前端斷路器跳閘且伴隨火花。現場沒有過負荷及短路故障，且設備狀態良好，廠家檢修查不到原因。這是人員操作問題，先切斷設備開關再斷開電容器，接觸器在切除電容時，如果正好遇到電壓波峰，電容上的電壓不能躍變，其感應電流非常大。此外，實驗設備也產生諧波，會被電容放大，切除時諧波電流也非常大。

5.外界惡劣環境天氣引起跳閘

10Kv及以上高壓架空線路承擔區域輸電，運行于野外，經受狂風暴雨、雷電、冰雪等惡劣環境、自然災害的侵蝕，受到鳥類和化工、礦業排放物的污染和一些外力破壞，線路跳閘時有發生。2008年初的特大冰雪災害天氣，南方大部分范圍內的輸配電線路受到重創，由于導線、避雷線覆冰，荷載增加，改變導線或避雷線的弧垂，其次破壞金具、絕緣子串和引起倒桿斷線，導致線路跳閘。特別是多雷區，每年均有因雷擊引發的跳閘事故。

三、若干建議及參考計算方法

上面對斷路器跳閘各種特殊原因的分析發現，電氣系統具有緊密相關性，任何一個細節出問題，都會對斷路器造成影響，為最大程度杜絕斷路器跳閘事故，做如下建議：

1.做好安裝階段的檢查工作，從產品質量、連接方式、運行環境、操作規程等方面，認真對照圖紙要求，考慮相關系統及環境影響，消滅故障隱患。

2.設計階段充分考慮斷路器的特性，對于附件選擇既要滿足功能性，又要保證可靠性。結合特殊環境或工藝，需要做出特殊處理設計。必要時在重要負荷位置裝設如雷電定位系統、帶自診斷故障顯示功能的智能斷路器、裝備在線監測系統，降低了故障查找的難度和線路運行維護部門的勞動強度，提高了線路故障查找的準確率。

3.做好日常維護工作，及時處理隱患，保證安全運行。建立重要負荷故障的應急預案。

4.處理故障時需要思路清晰，依據充分，考慮全面，特別注意不要造成二次線路沖擊跳閘。

除上述定性分析外，以下總結一套定量計算分析方法：

通過對線路故障點的分析，總結出一套查線方法，適用于故障測距或保護測距不太準的線路，思路是假設一條線路跳閘，供電保護測距為a千米，實際故障點距離變電所為a1千米，本線路二次跳閘時，變電所保護測距為b千米，這樣，可以通過公式a/a1=b/b1計算出待查（第二次跳閘）故障點的距離b1，得到這個結果后，安排人員查找故障點。采用這種方法查找故障點，經過多次查找的結果表明其準確率在95%以上。

四、結束語

由于目前各資料上對此問題的思路較片面狹窄，現場指導意義不大，無疑將耗費時間在摸索和排查中。本文對該問題的系統研究與方法總結，將具有非常實際的意義，第一將為工程管理和工程設計提出注意事項，從源頭上杜絕隱患；其次為電氣安裝的過程控制確定了具體目標，同時也為電氣維修提供明確的理論依據和工作思路。

參考文獻

[1]電力行業標準. DL/T621-1997 電力工業部 1997.9

[2]電氣設計規范. 中國建筑工業出版社， 2002年.

[3]建筑電氣專業設計技術措施. 中國建筑工業出版社， 2004年.

作者簡介：電氣工程師，畢業院校：南昌大學，專業：電氣技術專業。