某電廠10kV真空接觸器分閘故障分析

摘 要：對某電廠一起10 kV真空接觸器分閘故障的檢查經過進行了詳細介紹，結合故障現象分析了造成分閘故障的原因，并提出了有針對性的防范措施，對使用同類真空接觸器的電廠具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：真空接觸器;分閘故障;原因分析;防范措施

0 引言

高壓真空接觸器有著開斷速度快，可頻繁操作，不易形成電弧復燃，機械壽命長，檢修維護量相對較小等優點[1]，但如果真空接觸器發生分閘故障，則會給被保護設備帶來較大的安全風險，甚至發生設備、人身安全事故。

下面針對某電廠發生的一起10 kV真空接觸器分閘故障的檢查經過進行詳細介紹，結合故障現象對分閘故障的原因進行分析，并提出有針對性的防范措施。

1 設備簡介[2]

某電廠10 kV真空接觸器是由通用電氣設備公司生產的三相交流戶內控制電氣設備，采用模塊疊加式總體結構布局，主要由交流高壓真空接觸器、熔斷器、底盤車和其他輔助元件組成。

該型真空接觸器動作原理如下：接觸器合閘時，合閘電磁鐵通過操作機構使接觸器合閘，并由機械合閘鎖扣裝置使接觸器保持合閘狀態，同時將分閘彈簧壓縮，為分閘做準備;分閘時，分閘電磁鐵動作使合閘鎖扣裝置解扣，由分閘彈簧操作機構完成分閘。

2 事件經過

某日，運行人員在執行#8甲帶式輸送機停運操作時發現通過DCS無法將設備停運，監控裝置#8甲帶式輸送機“控制電源消失”報警發出。

就地檢查#8甲帶式輸送機開關柜控制電源空開跳閘，真空接觸器本體位置有焦煳味，判斷真空接觸器分閘線圈燒損。經運行專工許可，使用絕緣桿將真空接觸器本體機械分閘，#8甲帶式輸送機停運。

3 檢查經過

（1）將真空接觸器本體拖出后，測量直流電源回路、外部控制回路絕緣為500 MΩ（直流電源回路絕緣標準≥10 MΩ，操作回路、保護回路絕緣標準≥1 MΩ），絕緣合格。

（2）檢查分閘電磁鐵鎖扣滾子與合閘電磁鐵的合閘鎖扣間[3]無明顯卡澀痕跡，分閘彈簧間未見異物及明顯形變。檢查分閘電磁鐵絞軸有輕微彎曲變形，如圖1所示。

（3）拆下分閘單元檢查，分閘線圈表面絕緣層燒焦，如圖2所示，測量真空接觸器分閘線圈直阻∞（正常值9.5～10 Ω），判斷分閘線圈燒損斷線。

（4）測量KM2分閘接觸器接點阻值，在10～41.8 Ω范圍內變化。

（5）更換分閘線圈后進行機械特性試驗，分合閘5次特性均合格，但分閘時間不穩定，在18～51 ms范圍內變化，如表1所示。

4 原因分析

（1）#8甲帶式輸送機控制電源空開跳閘的原因：真空接觸器分閘線圈長期帶電，線圈過熱導致絕緣損壞，絕緣損壞后首先發生匝間短路，回路電流突增，導致空開過流跳閘。

（2）真空接觸器分閘線圈長期帶電原因分析：

1）分閘線圈制造質量工藝原因，造成長期分閘后線圈本體軸向膨脹，阻礙合閘機構脫扣，導致線圈長期帶電燒損。

將燒損線圈與備品線圈進行對比（圖3），軸向高度基本一致，排除該原因。

2）真空接觸器分閘電磁鐵絞軸在長期分閘電磁力作用下發生輕微彎曲變形，存在分閘回路接通后機構卡澀，分閘線圈長期帶電燒損的可能。從機械特性分閘時間不穩定來看，該因素是存在的。

3）分閘控制回路電壓降較大，導致電壓達不到線圈分閘電壓的動作值，使分閘線圈長時間帶電燒損[4]。

該型真空接觸器分閘回路（圖4）串接KM2的兩對輔助觸點，在分閘回路接通后，KM2的輔助觸點閉合，分閘線圈得電后吸合分閘機構，分閘滾子與合閘鎖扣脫開完成分閘。經測量，KM2觸點的接觸電阻為10～41.8 Ω，分閘直阻為9.6 Ω，經輔助觸點分壓，分閘線圈電壓在20～54 V范圍達不到分閘線圈最低可靠動作電壓值[5]（71.5 V），導致分閘線圈長時間帶電但無法分閘，線圈燒損。

綜上，分析該型真空接觸器分閘失敗的原因為：分閘回路接通瞬間分閘機構卡澀，分閘線圈長時間帶電損壞;或者分閘控制線圈電壓降較高，電壓已經達不到線圈分閘電壓的動作值[5]，造成分閘線圈長時間帶電燒損。

5 防范措施

做好真空接觸器設備的定檢定修及隱患排查工作。

（1）結合設備檢修檢查真空接觸器分閘機構有無變形等異常，對分合閘機構進行潤滑;嚴格按預試規程及反措要求進行電氣試驗及數據分析比對，如有試驗數據異常必須查明原因并處理合格，之后真空接觸器方可投運。

（2）結合設備檢修對真空接觸器分閘、合閘回路輔助接點接觸電阻進行測量，如阻值偏大或阻值不穩定，則進行檢修或更換處理。

6 結語

本文對一起10 kV真空接觸器分閘故障的檢查經過、原因分析及防范措施進行了詳細闡述，對后期預防該類事件的發生具有一定的指導和借鑒意義。

[參考文獻]

[1] 王春麗.高壓真空接觸器故障原因分析及預防[J].中國高新技術企業，2010（22）：48-49.

[2] VCR193真空接觸器使用說明書[Z].

[3] 鄧健.VCR-193真空接觸器機械特性現場調整[J].科技風，2015（3）：149-150.

[4] 胡曉曦，鄧莉.高壓斷路器分合閘線圈燒毀原因淺析[J].電氣技術，2018，19（10）：81-84.

[5] 付煒平，賈志輝，范曉丹，等.一起高壓斷路器分合閘線圈動作電壓不合格問題分析及處理[J].河北電力技術，2015，34（2）：61-62.

收稿日期：2021-08-23

作者簡介：王傳剛（1980—），男，山東臨邑人，工程師，從事發電廠及電力系統工作。