李畅
大庆石化公司腈纶厂，黑龙江 大庆 163000
摘要：石油化工生产装置用电设备比较多，耗电量高，经常会出现高压开关柜分闸线圈烧毁的故障。为了减少高压开关柜分闸线圈烧毁情况，避免断路器越级跳闸，减少事故发生范围，避免设备烧毁引起火灾，提高变电站供电可靠性。本文主要介绍了高压开关柜检修经验和高压开关柜分合闸原理，分析了高压开关柜分闸线圈烧毁的原因，并提出了相应的解决措施。
关键字：开关柜、线圈、分闸、烧毁
前言
某石化公司生产装置中的变电站开关柜室内有多台开关柜，每台开关柜都配置有真空断路器。多年来在生产装置长期运行过程中，多次出现高压开关柜分闸线圈烧毁的故障，引起断路器分闸失败，引起石化生产波动。分闸线圈发生故障会直接导致断路器分闸失败，在生产运行过程中，当电气设备发生故障时，如果断路器因为分闸线圈发生故障而拒动，会造成设备烧毁的情况，引起越级跳闸引发石化生产装置大面积停电，致使重要负荷断电，甚至引发火灾等安全事故，造成人员伤亡。因此，要采取相关措施降低分闸线圈烧毁事故概率，提高电力系统的供电可靠性，保障石化生产装置的安全平稳运行。
一、分闸回路的工作原理
分闸回路一般包括小母线、熔断器、分闸按钮、控制台跳闸回路、辅助回路等组成，如图 1分闸回路接线图所示，其中，TBJ 是防跳继电器；1RD 和 2RD 是熔断器；+SM、+KM、-KM 是直流电源；DL1 和 DL2 是辅助触点； KK 是旋转开关； TQ 是分闸线圈。
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图 1 分闸回路接线图
在断路器合闸情况下，DL2 辅助触点是闭合状态。当就地按下分闸按钮、 远程转动KK把手连通 6、7位置或保护回路发出分闸指令时，分闸回路被接通，防跳继电器的电流线圈 TBJ（I）受电，触点TBJ3 闭合，分闸回路进入自保持状态。TQ通电，其内部空间会产生磁场，铁芯在磁场内受到电磁力作用而发生位移，带动断路器内机构动作，实现断路器的分闸。断路器分闸后，DL2回到断开状态，从而分闸回路断电，分闸过程如图2分闸流程图所示。
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图 2 分闸流程图
二、开关柜分闸线圈烧毁故障原因分析
在上述分闸过程中，分闸回路从接通到断开的时间通常不到 1 s，而且在对铁芯的作用过程中，其大部分电能转换为铁芯动能，只有少量电能以热量形式在线圈中消耗。因此，分闸线圈是按短时通电设计。线圈中电热转换公式 Q=I2Rt，通过公式可以看出，热量Q与时间t成正比，时间越长，热量越大。
如果分闸回路因为某种原因不能及时切断，则热量Q就会持续增加，直到分闸线圈被烧毁，这一烧毁过程一般不到10秒。在分闸回路的工作原理中可以看到，决定分闸回路通断的开关是 TBJ 和 DL，TBJ 为自保持开关，一旦通电之后不会主动断开，切断回路只能依靠辅助触点DL的动作来完成，辅助触点能否正确动作是问题的关键。辅助触点DL 的动作由一连串事件的结果决定，如图 2分闸流程图所示，从 TBJ（I）线圈通电，使分闸回路自保持开始之后的每一个环节出现问题都有可能导致线圈被烧毁。几年内分闸线圈烧毁故障原因次数统计如下表1分闸线圈烧毁次数统计表所示。
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结合电气设备检修，1分闸线圈烧毁的原因主要有以下几种。
1）分闸回路电阻偏大。分闸线圈回路绝缘降低，或是控制 回路线径过小造成电阻偏大，使得分闸控制回路电压降较大，同样导致分闸线圈两端电压达不到使铁芯有效动作的值，使得 分闸线圈长时间带电烧毁。
2）直流母线电压降低。当直流母线电压降低，分闸线圈电流则偏小，从而分闸线圈对铁芯的电磁力不足以顶开脱扣机构，分闸失败，线圈烧毁。
3）线圈质量不达标。如果线圈出厂时所用的铜丝不符合标准要求，线圈在实际运行中，在额定电压冲击下容易发生绝缘击穿或铜丝烧断，导致线圈烧毁。
4）分闸线圈铁芯位置不当。线圈松动，造成断路器分闸时电磁铁位移，使铁芯卡涩，或因铁芯活动行程短，当接通分闸回路电源时，铁芯顶不开脱扣机构，使得线圈长时间通电而 烧毁。
5）辅助开关分闸状态的行程调整不当。断路器处于分闸状 态时，应调整辅助开关使其在分闸状态的行程范围内。然而，在调整断路器开距和超行程等参数时，断路器分闸的初始状态未 做相应调整，导致辅助开关不能正常切换分闸回路，使分闸线圈烧毁。
6）连杆机构故障。控制回路正常时，高压断路器出现拒分的故障均为连杆机构问题致使线圈过载，造成分闸线圈烧毁。
7）辅助开关动作。开关柜内受潮情况严重时，辅助开关内部的触点会出现受潮粘连的情况，在进行开关分合闸操作时，造成辅助开关触点切换不灵活，造成线圈长时间通电。
三、具体的解决措施
1）针对分闸回路电阻偏大问题，在开关柜预防性维修中测量分闸线圈的直流电阻及绝缘电阻，不符合标准的立即更换。
2）针对直流电压偏低的情况，运行人员在值班巡视过程中注意观察直流母线电压，检修班组及时到现场检查直流电源系统。
3）针对线圈质量不达标问题，严格检查产品合格证，进行绝缘测试。
4）预防性维修时固定好分闸线圈，注意检查分闸线圈的铁芯位置是否适当、有无卡涩，调整铁芯行程，使其保持在合适位置。
5）针对辅助触点行程不当问题，要正确调整辅助开关位置，使辅助开关与断路器分合闸位置正确、有效配合。
6）针对连杆机构故障问题，要正确调整好断路器的连杆机构，经常检查断路器的自由脱扣是否正常。
7）针对辅助开关受潮粘连问题，做好日常维护，必须检查分合闸线圈动作是否灵活，铁芯是否出现卡阻的现象。
结束语
采取有效的预防措施，及时的进行电气设备常规检修，能够有效的避免分闸线圈烧毁。从而提高石化装置供电系统可靠性，保障了石化装置的长周期平稳运行。
参考文献
[1]林宁.手车式真空断路器合闸线圈烧毁故障分析处理[J].低碳世界,2016(17):29-30.
[2]刘忠武.6KV开关柜F-C回路跳闸线圈烧坏原因分析及改造[J].山东工业技术,2015(09):204.