电力系统断路器常见故障研究

发表时间:2020/8/5   来源:《当代电力文化》2020年8期   作者:赵红卫 李娟
[导读] 在高压开关设备中,断路器是其中一种最为复杂也是最为重要的电气设备。
        摘 要:在高压开关设备中,断路器是其中一种最为复杂也是最为重要的电气设备。在整个电力系统运行过程中,断路器不仅能对电力运行的正常负荷进行正常切换,而且还可以把运行中所出现的短路等故障问题进行及时排除,因而在电力系统中,断路器肩负着保护和控制这两方面的重要作用。但是,由于电力系统断路器自身所具有的复杂性 ,使得电力系统断路器极易产生各种故障,极大地影响到电力系统的安全运行。正是基于此,本文就电力系统断路器常见故障进行分析和研究。
        关键词:电力系统 ;断路器 ;故障
        一、断路器原理及分类
        断路器是高压开关设备中最重要、最复杂的一种。它既能正常切换正常负荷,又可以排除短路故障,承担着控制和保护的双重任务。按照灭弧介质的不同,断路器可分为少油断路器、多油断路器、真空断路器、六氟化硫断路器和压缩空气断路器,现在我们接触得最多的是真空断路器器和六氟化硫断路器。高压断路器是电力系统中最重要的开关设备,它担负着控制和保护的双重任务,如断路器不能在电力系统发生故障时及时开断,就可能使事故扩大,造成大面积停电。隔离开关是一种没有专门灭弧装置的开关设备,在分闸状态时有明显的断开点,可以将设备和带电体可靠分离;在开闸状态时能可靠的通过正常的工作电流和短路故障电流。
        根据不同的灭弧介质,可把断路器划分为以下这几种类型:①真空断路器。②少油断路器。③六氟化硫断路器。④压缩空气断路器。⑤多油断路器。在具体应用当中,六氟化硫断路器和真空断路器,这是两种用得最多的断路器。根据不同装设地点可划分为户内断路器和户外断路器两种类型。根据支持绝缘子的不同数目,可把断路器划分为这三种类型:①单柱式断路器。②双柱式断路器。③三柱式断路器。此外,在电力系统中,还有一种断路器,其开关设备就是隔离开关,除此之外没有任何灭弧装置,有显著的断开点存在着,在它进行分闸时,故可把带电体从电力设备中予以分离。在它处于开闸状态时,可让短路故障电流和正常工作电流通过。
        二、电力系统断路器几种常见的故障分析
        2.1高压断路器
        (1)产生误动、拒动事故的原因分析。所谓拒动、误动事故,指的就是在高压断路器中,在不该动作及拒合、拒分是却出现乱动。在所有同类型事故当中 ,拒分事故要占到一半以上,因而拒分是一种常出现的事故;究其原因,最为主要就是因为存在着不当的检修、不当的安装、不当的调试以及不当的制造质量等问题,此外,在很多时候也与二次接触不良这种现象有关,正是这些问题的存在,致使拒分事故的发生。因此,使用部门一定要多与制造部门进行沟通,尽可能保证高压断路器在这些方面,诸如材质选择、设计定型、工艺要求、调试需知及必需的备品备件等,能够合理、耐用,把来自人的主观因素而带来的事故予以制止和加以避免,真正做到防患于未然。
        (2)开断与关合事故分析。开断与关合事故是油断路器在开断过程中喷油短路、灭弧室烧损严重、断路器开断能力不足、关合速度后加速偏低等所致。如果操作箱内继电器能够启动,开关仍然不能合闸,就要到开关本体进行观察,一人在主控室操作,一人听开关合闸线圈的动作声音,如果平时能够听到开关合闸线圈的动作声音,这次听不到,则表明开关合闸线圈没有启动。如果有合闸脉冲,则说明合闸线圈拒动,需要通知检修人员到现场进行处理。如果合闸时,合闸线圈能够进行正常启动,机构不动,运行人员要检查开关是否已储能(弹簧机构);开关大合闸保险(电磁机构)是否完好;操作程序是否正确,有无相护关联的机械闭锁;开关的各种压力指标是否正常,有无闭锁信号,排查没有发现异常问题后,可以通知检修人员检查机构。

以上是进行开关操作时遇到的一些情况,根本点就是要判断保护屏操作箱继电器是否启动,开关跳、合闸线圈是否启动,据此来判断问题该由哪个专业来处理。
        (3)产生截流事故的原因分析。通常情况下,截流事故多数跟动、静触头的接触不佳有联系,未能完成接触或接触不佳,多数跟隔离插头及动静触头无法达到良好接触有关,在大电流的长时间影响之下,出现温度过高,以至触头被严重损坏,诸如烧融或者产生松动脱落等问题,因此,正确进行高压断路器触头弹簧材质的选定、做好热处理以及调整好触头所承受的压力,这是有效预防截流事故产生的重要途径。
        2.2低压断路器
        有关塑料外壳式断路器和万能式断路器,这是低压断路器的两种主要类型:它们的构成主要是本体和附件。本体之中,不夹有任何附件,但有能力保护好电路的分与合起到有,而且在有短路存在于设备或者电路中,可自行把故障予以切断。至于附件,主要是对断路器功能起到弥补和强化作用,此外,还可实现断路器产生新功能,诸如扩大保护和控制手段等,让断路器具有更为广阔的适用范围、更为齐全的保护功能和更多更灵活的操作和安装方式。总的来看,出现低压断路器故障的原因,主要有这两大类:第一技术方面的原因。第二是工作方面的原因。若因产品自身或产品自身运行方式所存在的缺陷而产生故障,这就是变压器技术层面上的原因;而工作方面的原因,指的就是因工作者自身工作失误而引起上述缺陷产生的原因。当前断路器附件已是断路器一个极为重要的构成部分,但就附件自身来看,也并非越完整越可靠,因而为有效制止产生不必要的浪费,一定要基于实际保护线路和控制线路的情况来对附件进行科学合理应用。此外,还要把电压级别、电流性质以及辅助触头的具体对数搞清楚,一定要确保应用得当,这样才可起到有效的保护作用,而且还能获得较大的经济效益。
        2.3断路器开关跳合闸线圈烧毁原因分析
        在对高压开关的操作过程中,每年都有跳、合闸线圈烧毁的情况发生,其中主要集中在 10KV 开关,尤其集中在合闸过程中。由于经济技术的原因,10KV 开关结构简单,可靠性相对于高电压等级开关来说比较低,开关自身的自我保护措施不完备,这就是 10KV 开关故障比较多的原因,另外,出于保证设备故障时可靠跳闸的需要,开关跳闸的可靠性比较高,因此,线圈烧毁主要集中在合闸线圈。目前的微机保护控制回路全部带有跳、合闸自保持回路,不论是手动操作,还是自动操作。只要合闸命令发出以后,合闸回路就一直处于自保持状态,直到开关合上以后,依靠断路器辅助接点的切换,断开合闸回路合闸电流。如果开关由于种种原因开关没有合上,或者是合上以后断路器辅助接点没有切换到位,则合闸保持回路将一直处于保持状态,这样一直持续下去,将会把合闸线圈烧毁,对于电磁机构,将会同时烧毁合闸接触器线圈与大合闸线圈,有时甚至会烧毁保护装置操作插件。
         结 语:
        随着国内制造水平的不断提高,断路器的可靠性也在不断提高,故障概率明显降低,常见故障的内容及概率亦在不断变化。因此,只有更加了解电器设备的运行原理和常见的故障,才能使其能够正常的运行,保证电力系统的安全运行。
         参考文献:
        [1]张玉伟.高压断路器常见故障原因的分析与处理[J].大众标准化,2019(12):98+100.
        [2]龚健明.电力系统高压断路器防跳回路策略[J].科技与创新,2019(16):73-74.
       
       
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