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低压框架断路器频繁跳闸的故障

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王靖

[导读] 摘要：低压框架断路器非全向保护装置是电气设备中较为重要的组成部分，由于其自身的保护功能，能够避免设备线路运行中发生问题，保障电气系统设备的安全性。

        江苏大全凯帆开关股份有限公司 212200
        摘要：低压框架断路器非全向保护装置是电气设备中较为重要的组成部分，由于其自身的保护功能，能够避免设备线路运行中发生问题，保障电气系统设备的安全性。不过在日常检修工作中，由于安装位置的复杂性、多样性，经常会存在漏检、错检的情况，进而引发跳闸故障。为此，本文就针对低压框架断路器频繁跳闸故障展开分析，并给出了专业的意见。
        关键词：低压框架断路器；跳闸故障；安全性
        为保证断路器非全向运行的可靠性，在日常作业中，应开展断路器跳闸故障检测工作，准确了解跳闸故障出现成因，故障所在区域的具体情况，并给出专业解决方案，以确保电气系统设备的正常运行，保障系统设备运行的安全性。
        1低压框架断路器跳闸的故障
        1.1操作机构反复储能问题
        低压框架断路器的操作机构在运行过程中出现反复储能问题，这主要是由于以下几方面原因造成的：
        一是温度变化。开关操作机构在运行中，需定期添加润滑油，但润滑油介质在长时间运行状态下，会受到温度影响，自身发生变质，这就会缩短其正常使用时间，导致开关操作机构出现运行掣肘或存在较大阻力，缩短设备构件使用寿命。就比如在电除尘区域内，高负荷部位的低压配电开关出现故障的频率就明显高于低压负荷配电开关。
        二是操作频率低。开关操作机构如果长时间不使用或操作频率较低，设备内部零部件会发生变化，再次使用时出现各种故障问题，如内部粘连。所以厂家一般建议对于不频繁操作使用的开关要加以保养，并定期润滑。
        三是维护周期较长。目前框架断路器的检修维护时间一般在一年左右，这一过程中，开关操作机构一直处于运行状态，较长的维护时间，使得设备构件稳定性受到波及，容易引发故障问题。
        四是设备特性。对于框架断路器来说，主驱动轴两端轴承支撑部位一般会采用焊接方式连接，但该方式只会增加抗冲击力，无法有效解决循环储能问题。
        1.2间隔跳闸
        某项目系统工作人员通过主控制室内的事故监控系统收集数据，经分析了解到，设备断路器在运行中存在着2秒内连续发生本体三项不一致、复归信号并未回归的情况。在故障检查中发现，线路保护装置及故障录波器无动作，辅助保护装置中存在三相动作不一致的情况，从线路分析中了解到，在非全向保护回路内，这样一旦断路器出现故障跳闸情况，非全向部位的继电器就会因为触电而产生断狐问题，触电部位发生变形损坏，影响整个区域的运行。而录波器在这一过程中没有反应，可判断不存在其他故障。通过对非全向继电器线圈两端电压的测量可知，其电压参数在-107伏左右。由此可以判断跳闸是由于三相保护动作不一致造成的，该情况使得三相开关同时出现跳闸问题，引发继电器内部出现短路故障，存在频繁跳闸的情况。
        1.3合闸半轴回位缓慢
        合闸半轴两端与侧板连接位置处会因为摩擦阻力的增加出现回位缓慢情况。这时如果开关操作机构处于储能状态，合闸半轴回位速度可能会与储能存在时间差，也就是说，在储能结束后，合闸半轴还未回位，这样弹簧装置就无法保证能量存储的完整性，会存在能量流失情况，长此往复，子合闸半轴会出现各种故障。这种情况下可直接采用手动储能方式，虽然速度较慢，但储能到位后可以保证合闸半轴回归到本来的位置，增加了储能成功率。挂钩在手动储能作业下也能够很好的发挥作用，确保合闸半轴的固定性。这样在储能完成后，按下合闸按钮，合闸半轴会按照既定的轨道顺序逐渐移动，即下部向内移动，再释放挂钩，完成能量释放，并回归原位这一流程，实现合闸半轴的开关作业。不过如果挂钩不能在规定时间内回归到本来位置，能量一直处于释放状态，合闸按钮也就等于一直保持按下状态，这样只能无限释放能量，无法达到储能要求，势必会对设备带来不良影响。

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        1.4金属外壳电感圈位置变动
        在框架断路器运行中，金属外壳电感圈位置变动是最为严重的问题，尤其是其位置在靠近强电分压电阻时，金属外壳电感圈会因为与强电分压电阻间空间距离的缩小，在安装中存在一端固定、一端不固定的情况，这样在开关跳合震动中，金属外壳电感圈的固定装置会发生松动或脱落，使其与强电分压电阻发生碰撞，打落在负端的分压电阻上，这时开展电压测量得出电压值为-4.7伏，与标准规范要求相符，而这时的金属电感线圈外壳正好坠落在分压电阻电源回路上，出现直流负接地现象。
        2建议
        2.1储能问题改进措施
        首先，做好符合切换作业，避免设备长时间高温运行。其次，对于检修维护计划加以调整，对于以往一年开展一次的检修维护工作，根据框架断路器所在位置加以重新规划，缩短检修维护时间，及时发现和解决故障问题。另外，在负荷切换的环境下开展保养工作，保证设备使用的安全性。最后，对于设备自身可采取增大操作机构部位配合度的方式，规避问题再次发生，在保证弹簧强度和抗冲击能力基础上，做到有效储能。
        2.2加设自保持回路
        对于非全向出口位置的低压框架断路器，可加设自保持回路，做到有效控制。低压框架断路器在非全向状态下运行时，若想保证复位的及时性，可能需要借助手动操作的方式实现，但这一过程中，回路中触电位置可能会因为操作不及时产生断弧问题，使得触电变形，而加设自保持回路后，这一问题可得到有效规避，维护非全向保护回路运行的安全性。需要注意的是，在自保持回路增加作业中，应严格按照现有的规范标准要求开展作业；保持非全向保护出口跳闸回路的独立性，加强与就地手跳回路的隔离处理，减少信号传播中存在的干扰问题，使录波器的正常使用。
        另外，该区域内自保持回路的增加也是保障回路和继电器安全高效运转的关键。非全向保护跳闸回路中直接串联断路器的常闭辅助触点，两者共同作用完成跳闸回路的控制，以此保证出口位置各项动作的合理性，提高整个回路运行的可靠性。
        2.3增加判断精准性
        先关闭断路器，利用线路上安装的实时监控系统了解各环节作业情况，检查和记录计数器上显示的测量值。关闭计数器，出现报警情况属于正常现象，说明线路或系统正常运行，无故障问题产生。之后检查断路器中的安培计和指示器，如果显示为零，则说明断路器处于正常关闭状态。检查空气开关，确定释放按钮所在位置，检查灭火外壳是否存在弧线拉伸问题。如果有，则说明线路处于长时间超负荷运转状态，可能出现短路。这时开关可能会先显示错误关闭提示，通过提示情况判定存在哪种故障，确定故障位置，之后采取有效的处理措施。如果断路器是因为错误解除或错误操作产生的故障问题，可采取直接连接电源的方式加以调整；如果是因为内部零部件发生故障，且无法在短时间内恢复断路器正常运行，要立即联系相关负责人处理，重新连接断路器。此外，还可采取更换阻尼器、变压器的方式，保证断路器的正常使用。不过在控制中，要求电流一直处于低压电流，以免跳闸。
        3结语
        导致低压框架断路器跳闸故障的原因较多，在实际作业中，应加强细节处理，有针对性的制定解决方案，加设自保持回路，改进储能问题，增强故障判断精准性，以此高效处理断路器跳闸故障，确保设备的安全高效运行。
        参考文献：
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        [2]林镇钰,王东亚,刘芳.低压框架式断路器保护误动分析与升级改造[J].广西电力.2020(06).
        [3]董磊,张韬,吴清标.]框架式断路器在核电领域的常见故障及处理[J].中小企业管理与科技(中旬刊).2018(04).
        [4]王守海.某船舵机启动箱断路器跳闸故障分析及排除[J].船舶标准化工程师,2019.
        [5]吴德发.框架式断路器动作特性测试系统故障处理[J].设备管理与维修.2019(17).