李浩天 程睿
国网天津市电力公司检修公司，国网天津市电力公司城西供电分公司，天津?300010
摘要：随着社会经济的不断发展与进步，电力是人们生活中不可缺少的一部分。因此，断路器是供电系统中的重要组成设备，在供电系统中起到保护、隔离作用，断路器拒动是供电系统运行时的严重故障类型。特别是高压供电系统断路器拒动会给供电系统稳定性造成严重威胁，当断路器拒合时会会增加停电时间；断路器拒分时会使得供电系统原有故障影响扩大，甚至引起供电系统越级跳闸，严重时造成大面积停电事故。
关键词：高压;断路器拒动;故障原因;措施
引言
高压开关的执行机构在执行电路开合动作的时候必然会产生一定断路器运行，而断路器运行往往会有一些震动信号，并且在不同的状态下所产生的断路器震动信号也不尽相同。这些不同点会表现在震动的振幅、衰减等信息上，也就是说，这些震动信息与断路器的过程存在一定关联性，而断路器的过程受到故障的影响。如果能搭建一个将断路器特征转换为数字信号的系统，理论上就可以对高压断路器故障进行分析。
1断路器拒动原因分析
1.1断路器拒动故障初步判定
在供电系统对断路器操作较为频繁，受电气因素、断路器因素以及外界环境等影响，断路器无法正常动作，会引发故障扩大、甚至出现供电系统大面积停电。因此，根据现场情况分析断路器拒动原因，并进行针对性改进可在一定程度上提高供电系统运行可靠性。根据以往研究成果，断路器拒动原因可归结为如下几类：(1)控制电源跳闸或者停其他原因停止供电；(2)断路器控处于“就地”模式，导致断路器无法实现远程自动控制；(3)直流母线电压值过低；(4）液压压力值过低；(5)弹簧未能储能；(6)传动装置故障。当断路器出现拒动故障（拒分故障）时，首先现场作业人员应对断路器进行检查，查找处拒动原因，若现场无法判定必要时可对断路器进行拆分，通过检查内部结构，掌握故障原因。根据断路器故障表现特征，可以直观的排除控制电源停止供电、断路器控制模式、直流电压过低以及液压压力值过低等故障原因，因此，初步判定断路器拒动故障原因是弹簧未能储能、传动装置故障。
1.2断路器最出现次数较多、最常见的故障类型是拒动故障
所谓拒动故障指的是断路器拒绝执行相应的操动指令，无法顺利执行预定动作。拒分故障和拒合故障是常见的两种拒动故障类型，而其中以拒分的故障类型相对拒合的故障类型更为多见。一旦拒分故障出现，此时一般是电路系统出现了其他问题或者需要检修而进行分闸。但是如果分闸失败就会导致上一级越级跳闸，使故障影响面积进一步扩大，因此它造成的影响更为严重。
1.3断路器机构动作分析
通过对断路器比说明书及现场断路器运行情况，发现虽然断路器内长方形曲柄程有转动，合闸弹簧处于能量释放状态，但是受合闸弹簧未伸展到位、分闸操作杆处于被锁住状态，断路器仍处于合闸状态，从而导致断路器无法完全分闸。现场采用短接行程储能开关给分合闸弹簧储能后时将长方形曲柄按照逆时针方向旋转到位后，即从断路器上确保断路器可顺利分闸。断路器断路器闭锁后，当向断路器发出分闸指令时断路器仍无法实现分闸，同时无法接收到控制回路中信号，分闸线圈中串联的电阻出现烧损。断路器内部的分合闸弹簧能量未能充分释放、弹簧行程不到位，导致断路器中SQ3/B仍处于闭合状态。根据储能回路运行原理，可发现断路器内的分合闸弹簧能量仍无法有效释放通过上述分析结果，将断路器故障发生过程归结为：断路器接收到分闸指令后，由于分合闸弹簧能量释放不到位，导致机构分闸动作不到位（此时动、静触头已接触），断路器无法实现分闸。由于断路器内部结构不具备分闸条件，分闸线圈长时间处于通流状态，进一步导致串联到分闸线圈上的电阻因过热而烧损。
2改进措施
2.1结构改进
（1）安装加热器针对断路器输出轴上支撑轴承出现卡涩、锈蚀等问题，提出采用加热器改善轴承所处环境。具体是在分合闸弹簧机箱下部左下角位置安装加热器。安装完加热器后断路器轴承机箱内湿度大问题会得到有效改善，从而避免轴承锈蚀。（2）机构箱面板改造原有的断路器机构箱面板上预留的观察窗口过小，导致巡检人员无法有效掌握分合闸弹簧位置、状态。为此，对机构箱面板进行改造，通过增大观察窗口面积，使得巡检人员通过观察窗口可直观掌握分合闸弹簧位置、状态，从而在日常巡检中发现并消除断路器潜在的故障。
2.2加强对当班人员工作责任心的培养，
做好系统监盘工作，及时发现综合自动化后台系统发出的异常报警信息，及早处理，避免事故的发生。由于微机继电保护装置的控制电路断线报警触点已经被装置自身所用，所以我们另外设计了一个断路器分闸回路断线监视电路。在开关柜门上增加了断路器分闸回路断线报警指示灯，通过红色指示灯ＲD点亮提醒当班巡检人员该开关柜断路器分闸回路存在断线故障。断路器分闸回路断线监视电路采用独立的控制电源断路器ZK3供电，可有效避免误拉电源断路器导致报警回路失效的问题。当断路器处于合闸状态且分闸回路正常时，断路器分闸回路监视继电器HWJ处于吸合状态，其常开触点闭合，中间继电器KM吸合，其常闭触点断开。虽然此时断路器的常开辅助触点QF处于闭合状态，但是断路器分闸回路断线报警指示灯ＲD不会点亮。当断路器处于合闸状态但是分闸回路发生断线时，HWJ失电释放，其常开触点断开，KM失电释放，其常闭触点闭合。由于此时断路器的常开辅助触点QF处于闭合状态，断路器分闸回路断线报警指示灯ＲD点亮，提醒当班巡检人员该开关柜断路器分闸回路存在断线故障，应及时处理。(2)高压断路器处于运行状态时，不得随意断开开关柜内二次回路电源断路器，以免产生意想不到的后果。(3)在对高压开关柜内二次回路进行相关试验测试时，各种情况都要模拟到，以便发现一些隐性缺陷并及时消除，避免引起事故。(4)发生直流接地故障时，一定要及时处理，避免设备带病运行，影响到对其他设备状态的准确判断，甚至引起设备跳闸等更严重的后果。
2.3信号回路改进
断路器中行程开关SQ3用以监测分合闸储能弹簧，具体是断路器中A、B、C三相行程开关SQ3常闭点均采用一个中间继电器监测弹簧储能情况，采用该种连接方式无法区确定断路器中A、B、C三相分合闸储能弹簧故障。为了解决上述问题，在保持断路器原有分合存储弹簧信号回路不变情况下，通过将断路器中A、B、C三相SQ3常开点与测控箱连接，并在后台分别对A、B、C三相SQ3常开点定义为“A相储能弹簧未储能”“B相储能弹簧未储能”“C相储能弹簧未储能”。具体改进完成后的储能弹簧信号回路。通过对信号回路进行改进，可监视断路器中每相储能弹簧储能情况，从而便于值班人员或巡检人员精准发现未储能弹簧。
结语
高压断路器是供电系统重要组成单元，当高压断路器出现拒动故障时，会给供电系统运行可靠性及稳定性带来严重威胁。对断路器运行过程中存在的故障原因、类型及解决措施等内容进行分析，可为供电系统运维人员处理断路器故障提供一定指导。依据引起断路器故障的原因分析结果，提出对断路器机构以及储能弹簧信号回路改进。改进完成后，断路器出现拒动故障发生率明显降低，可在一定程度上提升供电系统运行保证能力。
参考文献
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