CANDU6 核電機組中壓斷路器在運行中的常見故障及處理方法

程 漢

（中核核電運行管理有限公司運行五處，浙江 嘉興 314000）

0 引言

斷路器在操作中出現故障，不僅會威脅到人身安全，蠻力和錯誤的操作方式還會導致設備故障，影響設備的安全穩定運行。 本文結合筆者多年的操作經驗，通過調查和研究，找到了中壓斷路器在年限的增加、設備老化及操作方式錯誤等因素下導致的各類故障，以及故障的應對措施，使其他操作員在今后面對相同斷路器時能及時有效地處理各類故障。

1 中壓斷路器的重要性及運行要求

中壓真空斷路器一般情況下至少必須滿足下列要求：

（1）具有足夠的絕緣耐壓水平；（2）能夠連續的傳輸足夠大的負荷電流；（3）具備多次安全開斷系統最大三相直接接地故障電流的能力；（4）能夠安全承受大功率馬達負荷啟動電流的沖擊。

本文所說斷路器為Cutler-Hammer 設計生產的VCP-W 系列真空斷路器。

2 VC P- W 系列真空斷路器的邏輯連鎖介紹

2.1 額定功率連鎖（型號連鎖）

某額定功率的斷路器只能推入具有同等額定功率的開關柜斷路器小室，這就可以避免因為誤用小容量斷路器引起的頻頻跳閘。 后經優化和改造，在每一個斷路器上都標識了該斷路器的名稱，防止同等功率斷路器的混淆使用。

2.2 檢修連鎖

如果斷路器已“合閘”且合閘彈簧已“儲能”，那么斷路器在“試驗”位置由內向外移出時，此連鎖會使斷路器先跳閘、后合閘、再跳閘，最終使斷路器處于“跳閘”且合閘彈簧已“釋能”的狀態；反之，已“合閘”且合閘彈簧已“儲能”的斷路器在由外向內移到“試驗”位置后，此連鎖也會使斷路器先跳閘、后合閘、再跳閘，最終使斷路器處于“跳閘”且合閘彈簧已“釋能”的狀態。 這樣可以保證通過“試驗”位置的斷路器處于安全狀態，從而保障了人員的安全。

2.3 搖柄連鎖

如果斷路器在“試驗”位置且已“合閘”，那么插入搖柄會使斷路器自動跳閘，這樣可以避免把已合閘的斷路器搖入“工作”位置。 這樣的錯誤操作將嚴重違反“先合隔離刀閘后合斷路器” 的送電原則， 可能造成“帶負荷合隔離刀閘”的嚴重事故。

2.4 正連鎖

如果斷路器在“工作”位置且已“合閘”，那么搖柄將不能插入，這可以避免搖出已合閘的斷路器。這樣的錯誤操作將嚴重違反“先斷斷路器后斷隔離刀閘”的停電原則，可能造成“帶負荷拉開隔離刀閘”的嚴重事故。

2.5 負連鎖

如果斷路器處于“試驗”與“工作”位置之間，斷路器將不能被機械合閘。

2.6 位置合閘連鎖

如果斷路器處于“試驗”與“工作”位置之間，斷路器將不能被機械合閘。 這保證了斷路器在小室中移動過程的人員安全，也避免了把已經合閘的斷路器搖入“工作”位置（這樣的錯誤操作將嚴重違反“先合隔離刀閘后合斷路器”的送電原則）。

2.7 位置拉出連鎖

如果斷路器在“工作”位置，斷路器拉手將不能完全拉起。

2.8 延伸導軌連鎖

如果延伸導軌沒有正確就位， 斷路器將不能從“試驗”位置拉出。

3 運行操作及巡檢中遇見的常見故障及處理方法

3.1 斷路器操作小車故障及處理方法

3.1.1 斷路器操作小車的故障及原因

將斷路器從冷備用改為檢修位置，操作小車吊臂容易松脫。 原因：斷路器操作小車的吊臂與小車本體之間是用緊固螺栓連接的（見圖1），長期使用可能導致螺栓松動，由于斷路器的重量和晃動，可能導致吊臂松脫使斷路器跌落。

圖1 操作小車掛鉤

3.1.2 斷路器操作小車故障后的處理方法

處理方法： 在斷路器操作小車上粘貼提醒標簽。在操作前一定要仔細閱讀此類提醒標簽；如發現小車螺栓松動等此類故障， 應及時用扳手將螺栓緊固處理；如沒有合適工具時，應要求操縱員通知維修人員用專業工具協助處理。 另外，在觀察新員工操作斷路器小車過程中發現，大部分操作人第一次都會將吊臂的“U”形開口方向弄錯，導致無法正常起吊斷路器，此行為極有可能損壞斷路器。 正確方式應該是保證“U”形吊臂的開口朝向操作人員。

3.2 斷路器儲能電機無法停運的故障

3.2.1 斷路器儲能電機無法停運的故障及原因

執行斷路器傳動試驗。 開關合閘后，儲能電機時運行且無法停運。 原因：斷路器合閘后，儲能彈簧釋能，儲能電機所在控制回路的儲能到位限位開關觸點LS1 閉合，接通控制回路，儲能電機開始工作；當合閘彈簧儲滿能量后，LS1 被凸輪帶動彈性接觸片進行斷開動作，儲能電機停止工作。 儲能電機不停止的原因是在彈簧儲能結束后LS1 未能斷開，導致儲能回路一直帶電。

3.2.2 斷路器儲能電機無法停運的處理方法

處理方法：此情況下應及時斷開斷路器的合閘熔絲將其停運，然后通知維修電氣繼保人員檢查。

3.3 斷路器由冷備用改為熱備用過程中搖柄無法正常驅動的故障及處理方法

3.3.1 斷路器由冷備改為熱備過程中搖柄無法正常驅動的故障

將斷路器由冷備用改熱備用操作時，搖柄插入搖孔后一直搖動搖柄卻不見斷路器向柜內移動。 原因：斷路器絲桿上的驅動塊不在絲桿的最外端。

3.3.2 斷路器由冷備改為熱備過程中搖柄無法正常驅動的處理方法

處理方法：在將斷路器本體吊入開關柜前，應檢查驅動塊位置，如有需要，將驅動塊搖到絲桿最外端。

3.4 斷路器無法正常拉出或推入開關室的故障及處理方法

3.4.1 斷路器無法正常拉出或推入開關室的故障及原因分析

將斷路器從冷備用改成檢修位置時，斷路器無法從試驗位置拉出到延伸導軌上。 原因有兩點：（1）斷路器小車的車輪間距和開關柜底盤左右兩側的軌道間距尺寸過于接近；（2）斷路器小室內的“止退機構”（見圖2）出現兩個擋片分離現象（有時銷釘脫落、有時擋片變形），連鎖機構無法正常動作。

圖2 止退機構

3.4.2 斷路器無法正常拉出或推入開關室的處理方法

處理方法：第一種故障，切不可蠻力操作，應暫停工作，聯系有工具的維修人員協助處理，判斷具體原因。 第二種故障，需判斷新增加的止退機構的替代產品是否動作正常。

3.5 典型緊急故障及處理方法

3.5.1 典型的緊急故障

還有一些典型的緊急故障，此類故障下典型操作遠遠不能滿足要求。 如在機組瞬態響應期間或緊急操作情況下出現下列故障。

（1）主控室盤臺的手動開關（HANDSWITCH）卡死。

（2）失去48 伏直流和/或220 伏直流電源。

（3）就地跳合閘繼電器3TR/3C（見圖3）拒動等。針對具體情況，應該仔細斟酌考慮應急措施。 正確及時的對此類故障進行處理。

圖3 3C 及3TR 繼電器

3.5.2 典型緊急故障下的處理方法

下面就幾種典型緊急故障應對措施進行說明。（1）由于控制盤臺手動開關失效或失去48V 直流電源或48V 直流回路故障，需要現場人員手動分合閘斷路器。 此時可采用以下任何一種方法進行操作：利用身上攜帶的水性筆芯等物就地觸發3TR/3C （見圖3）使斷路器跳/合閘； 就地撥動出口閉鎖繼電器86 的黑色機械壓桿，觸發86 動作，直接啟動跳閘回路使斷路器跳閘， 然后將斷路器控制選擇開關HS-43 由“遠方”（REMOTE）改為“就地”（LOCAL），接著再復位86 出口閉鎖繼電器。 （2）3TR/3C 繼電器拒動或失去220V直流電源或220V 直流回路故障。 此時應該使用絕緣操作桿通過按壓斷路器本體前面板的跳/合閘按鈕，使斷路器機械跳/合閘 （操作時人員站在斷路器側面）。（3）斷路器本體故障。 例如，斷路器無法正常斷開，此類情況下應根據情況判斷此開關的上級斷路器，并根據情況判斷是否手動斷開其上級電源。

4 結語

一般情況下，單個設備的故障只要充分了解和掌握其規律及原因， 就能夠及時而有針對性地采取相應的措施對故障進行處理， 從而有效地降低故障率和故障造成的損失。 本文通過總結多年的現場運行經驗、 查詢相關文獻和資料，總結了斷路器因設備老化、可靠性下降或人因失誤等原因導致的大部分故障，有理有據地對故障原因進行了分析，并針對故障給出了合理充分的處理意見，提供了識別和解決該類型故障的方法，從而有利于提高人員的故障應對能力、增強設備的可靠性，從而提高設備的安全性和經濟性。