开关柜常见缺陷分析

开关柜常见缺陷分析
摘要：区别于隐患和故障，缺陷是指运用中的电气设备（含监控、消防、安防
设备、五防装置）及其相应的辅助设备在运行及备用时，出现影响电网安全运行
或设备健康水平的一切异常现象。

本文重点探讨了开关柜几种常见缺陷，分析了
表现、成因和预防，将其简单分为机械类和电气类缺陷，分别进行介绍。

关键词：开关柜；缺陷
1、机械类缺陷
（1）合闸元件磨损
此类缺陷表现为合闸无法保持，即便手动进行合闸，也会马上自动分闸，需要更换新的
半月板，除了半月板老化，如果是动作次数较少的开关柜，基本上可以断定，是合闸保持元
件材质的问题，同批次的半月板，可能存在家族性缺陷。

（2）地刀分合闸限位装置破裂
此类缺陷表现为地刀舌片无法下压，分合闸指示也会出现跑位，地刀分合闸限位装置破裂，操作地刀的时候容易过位，地刀舌片下压时自然会卡涩，需要更换地刀分合闸限位装置。

地刀舌片变形卡涩也会导致舌片无法下压，但分合闸指示不会出现跑位，调整地刀舌片即可。

（3）分闸缓冲器渗油
此类缺陷表现为分闸不到位，分闸缓冲器表面也会有油渍，弹力不足或者直接就是没有，开关分闸的速度很快，瞬间的动能很大，如果没有得到足够的阻尼进行缓冲，必然发生弹跳，分闸自然就不到位，需要更换油缓冲器，以及进行机械特性试验，如果问题发现得较晚，阻
尼不足情况下多次分合，机械结构甚至可能发生变形或开裂。

（4）合闸弹簧疲软
此类缺陷表现为刚合速度不达标，触头刚合速度是指高压断路器合闸过程中，动触头与
静触头接触瞬间的运动速度，刚和速度不达标，电弧存在时间过长，存在合闸风险，需要更
换合闸弹簧，长期处于运行状态的开关柜，合闸弹簧也长期处于压缩状态，容易疲软，平时
应该定期调整到检修状态，分合几次。

（5）行程开关损坏
此类缺陷表现为开关状态指示器无断路器手车处于试验位置或工作位置信号，如果是长
期处于压缩状态导致弹簧疲劳或者装都部位生锈卡涩，可以涂抹适量二硫化钼和机油，如果
是滑轮损坏，可以用螺母简单替代，严重时需要更换行程开关。

2、电气类缺陷
（1）储能电机烧毁
此类缺陷表现为储能电机超时，打开面板可以闻到烧焦味，打开背板可以看到焦黑的储
能电机，储能电机烧毁主要有以下几种原因。

一是机械结构发生变形或开裂，导致顶死，发生堵转，需要更换储能电机，还有严重变
形的机械结构诸如拐臂、连杆等或过伸缩的储能弹簧、合闸缓冲器，以及进行机械特性试验，平时应该认真检查机构内螺栓，发现松动及时紧固；
二是电机自身老化，电机转数降低，一方面导致电流增大，另一方面导致储能时间拉长，或者绝缘老化，发生匝间短路，需要更换电机；
三是储能回路故障，无法及时切断电源，导致储能电机空转，储能电机设计本身只是为
了短时运转，并没有考虑散热的问题，空转久了自然烧毁；
四是碳刷与滑环故障，表现为线圈无明显灼烧放电，引出线无烧伤断股，但是电机与滑
环间有焦黑迹象，说明储能电机烧毁原因并非堵转或空转，而是碳刷发热，碳刷发热来源于
三个方面，碳刷自身电阻通流发热，碳刷与滑环接触电阻，碳刷与滑环摩擦发热，如果是碳
刷设计不合理，同批次的储能电机，可能存在家族性缺陷。

（2）分合闸线圈烧毁
此类缺陷表现为控制回路断线，打开面板可以闻到烧焦味，分合闸线圈烧毁是由于长期
通电，分合闸线圈设计本身只是为了短时通电，并没有考虑散热的问题，如果分合闸回路无
法及时断开，就会使分合闸线圈持续受激励，时间久了自然烧毁，一般是机械结构发生变形、开裂，或者储能电机行程开关调节不当，抑或线圈顶杆和脱扣器距离过长，需要更换分合闸
线圈，还有更换受损的机械结构、或者调节储能电机行程、抑或调整线圈顶杆和脱扣器距离。

更换的分合闸线圈电阻小于原厂，也会频繁烧毁。

（3）合闸闭锁线圈烧毁
此类缺陷表现为无法合闸，合闸闭锁线圈目的，是使断路器在工作位置和试验位置才能
合闸，实现五防中的防止误分误合断路器，但是合闸线圈处于长期得电的状态，设计不合理，散热条件不好极易发生烧毁，烧毁后，合闸回路相应常开节点无法闭合，无法合闸，可以考
虑将合闸闭锁线圈拆除，并短接合闸回路相应的常开节点。

（4）接触器损坏
此类缺陷表现为储能电机空转，一是内部节点氧化，接触电阻变大，二是电机老化，通
电时间长，金属接触部分在电机电流作用下熔接在一起，储能回路就会无法断开，需要更换
接触器，平时应该做好机构防水，并保证机构内加热板正常工作。

3、案例分析
以某变电站10kV开关柜缺陷为例，运维人员报控制回路断线，开关弹簧未储能装置报警，现场检查发现开关储能空开跳开，空开送上后，开关弹簧仍然无法储能，且直流系统报
正接地信号，怀疑储能电机故障。

检修人员到达现场，可以闻到明显的烧焦味，初步判断是储能电机绕组烧损[1]，打开背板，检查发现储能电机已经焦黑烧毁，观察储能指示，发现未完全储能，尝试手动储能失败，判断是电机堵转后，长时间通过大电流，引起的电机烧损。

卸下电机后，进一步检查发现，检查储能三角拐臂固定螺丝松动，导致储能过程中连杆
卡到储能指示背后固定螺丝变形顶死，电机烧毁[2]。

拆开一级面板发现三角拐臂和连杆变形
严重，需返厂大修，更换新的金属件并调整储能弹簧并重新测试断路器机械特性。

需要注意的是，本文为了体现各种缺陷的区别，将各种缺陷分门别类地进行介绍，而实际情况是，各种常见缺陷并非孤立地存在，甚至可以构成因果，案例中储能电机烧毁是显而易见的，三角拐臂和连杆变形却不容易发现，如果只是更换了储能电机，并未更换新的金属件，储能电机只会继续烧毁。

参考文献：
[1]林向宇，黄丽娇，连和，雷军军.110kV 3AP1FG断路器电机储能回路的改进[J].电工技术，2014（10）：37+44.
[2]王庆东.降低开关传动拐臂销钉脱落次数[J].农村电气化，2012（01）：48-49.。