SF6斷路器儲能接點故障引起合閘線圈燒毀的分析與改進

劉煌煌

（國網泉州供電公司，福建 泉州 362000）

SF6斷路器儲能接點故障引起合閘線圈燒毀的分析與改進

劉煌煌

（國網泉州供電公司，福建 泉州 362000）

針對某變電站110kV高壓SF6斷路器，儲能接點故障引起合閘控制回路線圈燒毀的原因進行分析，并對儲能與合閘控制回路進行改進及提出相應的防范措施。

SF6斷路器；儲能、合閘控制回路；改進措施

高壓六氟化硫斷路器系三相交流 50Hz戶外高壓電器設備，該類型斷路器采用自能滅弧室結構，配用彈簧操作機構，結構簡單、操作方便、安全可靠，因此，廣泛用于輸變電線路的控制和保護，也可作聯絡型斷路器使用。某變電站的110kV系統選用該類型的斷路器，但隨著投運年限的不斷增加，二次回路中的不完善部分逐漸暴露出來，特別是儲能回路引起合閘線圈燒毀的故障頻繁發生，本文以該型號斷路器運行時發生的特殊故障為例，進行分析并提出相應的改進措施。

1 故障現象

某220kV變電站110kV SF6斷路器配用彈簧操作機構作為儲能裝置，在斷路器處于分閘狀態，合閘電氣回路指示正常的情況下，運行人員發出合閘操作信號，斷路器不但無法合閘，而且合閘線圈被燒毀，為什么合閘條件都滿足，還會出現這種特殊故障呢，為了避免類似故障的再次發生必須進行認真的研究分析。

2 故障分析

該型號斷路器在合閘控制回路中的 YF為“就地/遠方”轉換開關（如圖 1所示），當需要遠方合閘時，操作電源正極通過C7→YF觸點3-4→防跳輔助繼電器 52Y常閉觸點 31-32→彈簧儲能繼電器99CN常閉觸點 21-22→繼電器 49MX常閉觸點31-32→合閘彈簧狀態監視繼電器33HBX常閉觸點31-32→斷路器輔助常閉觸點 1-2、5-6→合閘線圈52C→SF6氣體低壓閉鎖繼電器 63GLX常閉觸點31-32→操作控制電源負極，當電源電壓加在合閘線圈52C，電磁鐵動作使斷路器合閘。

基于以上回路分析，合閘線圈52C要得電必須滿足以下四個條件：①52Y、49MX，33HBX線圈不得電，其常閉觸點 31-32在合閘控制回路中接通；②99CN線圈不得電，其常閉觸點21-22接通合閘控制回路；③52B在分閘位置，其輔助常閉觸點1-2、5-6接通合閘控制回路；④SF6氣體繼電器 63GLX常閉觸點31-32閉合，接通合閘控制回路。

通過分析可知，當上述條件均達到時，控制電壓才能加在線圈上，從而造成合閘線圈的燒毀故障。打開機構箱初步檢查，發現 SF6氣體壓力表指示正常，而合閘彈簧機械指示無儲能，為什么在未儲能的情況下，合閘回路能導通呢。因此，需要進一步對合閘彈簧儲能回路進行檢查。

由圖1中的電機儲能回路可知，該斷路器合閘彈簧未儲能時，安裝于斷路器機構背面的儲能限位開關 33Hb的常閉觸點 C-NC同時控制 99CN和33HBX繼電器，接通直流控制電源正極：①彈簧儲能繼電器99CN得電動作，其電源接通電機回路，合閘彈簧電動儲能；同時，99CN常閉觸點21-22在合閘控制回路中斷開，避免了斷路器在彈簧儲能過程中誤合閘；②當合閘彈簧狀態監視輔助繼電器33HBX線圈得電后，接在合閘控制回路中的33HBX常閉觸點 31-32斷開，這樣可保證彈簧在儲能過程中，斷路器二次合閘回路處于斷開的位置，與99CN常閉觸點21-22具有可靠雙重的閉鎖作用。

當彈簧儲能到位后，儲能機構的機械部件將儲能限位開關 33Hb常閉觸點 C-NC斷開，99CN、33HBX線圈失電，儲能結束，99CN常閉觸點21-22及33HBX常閉觸點31-32接通合閘控制回路。由元件接線圖中觸點的作用可知，只有 99CN、33HBX繼電器在得電啟動狀態下才能閉鎖合閘回路。故根據以上分析判斷可能是儲能限位開關 33Hb的常閉觸點C-NC故障造成電機無法儲能。

檢修人員現場打開斷路器機構后蓋板，拆下儲能限位開關，經檢查測量后發現儲能限位開關33Hb在儲能過程中內部觸點已損壞，使電源無法通過其C-NC常閉觸點，99CN和33HBX的線圈就無法得到電源。99CN接觸器未動作，電源無法接通儲能電機，同時99CN常閉觸點21-22及33HBX常閉觸點31-32長期接通合閘回路，由于斷路器彈簧機構沒儲能，而合閘二次回路又導通，這樣不僅斷路器無法正常合閘，還會燒毀合閘線圈。

圖1 原SF6斷路器合閘控制回路

3 處理與改造

本文所述的特殊故障若只對儲能限位開關進行更換是不能在實質上解決問題的。由于設計不合理和聯閉鎖機制不夠完善，致使儲能限位開關一旦損壞就會導致合閘回路故障，因此對儲能及合閘控制回路作出以下改造。

1）儲能限位開關33Hb是由一對常閉觸點和一對常開觸點組成的，兩對觸點之間相互機械聯鎖。根據行程開關的特點進行以下改造：將33Hb的常閉觸點C-NC接于99CN線圈，如圖2所示，此改造保留原來在儲能過程中，斷路器合閘回路斷開無法合閘的功能；利用33Hb的常開觸點O-NO接于33HBX線圈，彈簧儲能到位后，33Hb的常開觸點O-NO閉合接通33HBX線圈。同時，將繼電器 33HBX接在合閘控制回路中的常閉觸點 31-32拆除，改接 33HBX的常開觸點43-44。以上改造把原來一對觸點帶二個繼電器，改為一對觸點各帶一個繼電器，這樣可以保證在未儲能及儲能過程中，合閘控制回路無法導通，只有在彈簧儲能到位后，33HBX線圈得電，常開觸點43-44閉合才可能接通合閘控制回路，同時也降低了儲能限位開關的長期負荷，延長了使用壽命。

2）增加一個時間繼電器T。將繼電器33HBX的常閉觸點31-32串聯時間繼電器線圈，并整定時間繼電器的動作時限為 15s，略大于斷路器的彈簧儲能時間。增加時間繼電器可以實現，當彈簧未儲能和儲能的15s過程中，33HBX線圈未得電，常閉觸點31-32閉合，時間繼電器發出未儲能的信號；當彈簧儲能到位后，33HBX得電動作，常閉觸點31-32斷開，時間繼電器停止發出未儲能信號，則表示儲能成功。

圖2 改造后的SF6斷路器合閘控制回路

4 結論

本文針對某110kV SF6斷路器控制回路中的缺陷進行改造，把儲能限位開關常開觸點，串接到99CN的電機控制回路中，將串接于合閘控制回路中的33HBX繼電器常閉觸點替換成常開觸點，確保了只有在機械部件壓住儲能限位開關33Hb，即彈簧儲能到位后，33HBX繼電器動作，才能接通合閘控制回路。同時，增加時間繼電器具備了儲能信號的報警功能。改造后的斷路器合閘控制回路，不僅接線簡單可靠，還能幫助運行人員快速判斷是否儲能，能夠有效防止未儲能引起線圈燒毀的故障。經改造投運后，該型號斷路器二次回路各項指標運行正常，參數測試正確，分合閘時無異常故障發生。

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劉煌煌（1987-），男，碩士研究生，研究方向為變電高壓設備檢修技術、電力系統規劃。