开关柜断路器拒动原因与分合闸线圈故障分析

开关柜断路器拒动原因与分合闸线圈故障分析
摘要：对于电力系统而言,一旦发生设备或线路故障等情况,应立即由相关保护设
备反馈并作用于断路器等开关装置,从而将故障设备或故障线路隔离,避免事故蔓延,确保不存在问题的线路可以正常运行。

而如若断路器拒动,未能及时断开线路,
则需要上一级开关响应动作,这样势必增加受影响用户范围,严重影响地区供电稳
定性。

关键词：开关柜:断路器:拒动:分合闸线圈
引言：低压万能式断路器作为低压电网运行系统中的关键设备，拥有“控制”
和“保护”双重职责，断路器的运行可靠性直接关系到电力系统的可靠运行，因此
其日常维护至关重要。

断路器操作附件中分合闸线圈回路作为断路器分合动作的
主控制回路，其正常工作是断路器整体运行的关键保证，但其日常运行维护主要
的检测方法依旧为主观检测，通过人为观察分合闸线圈及其连锁机械结构外观、
回路是否断线等肉眼可辨识的故障，对于内部含有的隐性机械问题依旧不易检测。

当分合闸线圈回路出现异常时，轻则导致分合闸电磁铁动作延迟，断路器分合闸
性能下降，重则直接造成线圈烧毁，断路器分合闸失败，以至于造成严重事故。

1电气故障原因与应对措施分析
1.1分合闸线圈故障。

分闸回路辅助开关触点使用不当。

对于分闸动作回路通常设有一延时闭合触点,其目的主要是确保断路器在执行合闸操作时如若出现短路
则可以有充足时间实现脱扣。

而实际中当断路器合闸时间远短于分闸时间,断路器
未及时有效脱扣时已经合闸到位。

该情况下,分闸控制回路延时触点将失去其意义。

开关机构故障也有可能造成分合闸线圈损毁。

断路器灭弧室内导电杆导向板损毁,
继而造成电杆与原本运动轨迹发生偏离,当需要执行合闸操作时,导电杆无法正常
运行,在反作用力作用下,线圈铁芯过载,长时间过载最终将造成线圈行,最终造成线
圈烧坏。

1.2避免线圈烧毁措施分析。

可以用一普通常开触点代替分闸回路延时闭合触点,并对辅助触点以及开关拐臂等部位螺丝、分合闸线圈固定情况等进行周期性排査,确保其工况良好。

对于分合闸线圈铁芯也应进行及时检査,确保铁芯不存在卡
涩情况。

最后,应当对开关四连杆机构进行合理调节,对开关自由脱扣动作是否合理、低压动作实验是否达到要求等进行仔细排查。

4事故处理状况断电之后检查
发现主变没有任何问题，且本体和瓦斯绝缘油色谱显示也是正常的，直流电阻试
验以及空载试验显示均没有问题。

在检查东方线开关柜的时候发现，更换后的母
线仓遭到破坏但是套管6支压力测试没有问题。

在日常生活中，作为一名合格的
检修人员，在故障发生的第一时间了解事故发生的具体信息，比方说事故发生前，电网的工作状况、故障发生位置以及所处的环境，只有这样才能精确的向有关部
门汇报工作，进而进一步的提高解决问题的效率。

此外，还要根据目前所掌握的
信息对事故进行初步的判定，尽可能的把一些遇到的不良问题考虑进去，还要尽
快的将故障发生地隔离开，以减少不良反应带来的影响。

2分闸故障诊断实例分析
2.1分闸数据来源。

由于断路器分、合闸属于两种操作过程，因此需要分别进行故障诊断与程度分析。

利用万能式断路器检测系统采集包括正常、顶杆阻力异常、衔铁行程不足、线圈匝间短路4种状态下的分闸线圈电流。

故障模拟方式为
利用弹性绳拴住顶杆推片，模拟顶杆在行程中所受阻力异常;由于分闸电磁铁为拍
合式电磁铁，其衔铁行程要小于合闸电磁铁，为了构建足够数量不同程度等级的
故障，因此通过在衔铁上粘贴不同数量的硬纸片(0.1mm)模拟衔铁行程不足故障，粘贴数量越多，故障程度越大;线圈匝间短路故障模拟方式与合闸线圈类似。

每种
状态采集数据30组，共120组，60组用作训练样本，60组用作测试样本，分闸
故障程度具体设置方式如表所示。

表中衔铁行程不足的距离是与标准衔铁行程的差值，当分闸衔铁行程不足的
距离大于2.0mm时，断路器分闸失败;分闸线圈匝数为4650，线径0.21mm，线
圈匝数减少1000匝时，阻抗减少约1/3，此时分闸线圈需要更换;故障严重程
度:d1＜d2＜d3＜d4。

2.2分闸线圈电流特征提取与故障诊断
对分闸电流信号进行时域局部特征时间、电流参数，时频域全局特征EEMD
能量矩特征提取，构造特征向量T，主成分分析法将特征向量从20维至8维。

与
合闸诊断一样，将基于ＲBF核、多项式核和Sigmoid核的单核SVM作为对照，其中基于ＲBF核的SVM优化后惩罚因子C=2.1064、核参数σ=0.3819，基于多项式
核的SVM核参数d=3，基于Sigmoid核的SVM核参数γ=0.25，3种单核SVM故
障诊断识别率如表所示。

同时利用MKL-SVM对单一特征进行对比分析，故障诊
断识别率如表所示。

2.3分闸故障程度分析
当分闸电流诊断过程中出现衔铁行程不足或线圈匝间短路故障时，需要继续
进行故障程度的定量评估。

对分闸线圈电流采取与合闸线圈电流同样的处理方式，即提取EEMD能量矩相对熵作为故障程度评估指标。

对表设置的不同故障程度下
的电流信号分别求取EEMD能量矩相对熵值，计算结果如表所示。

从表可以看出，随着故障程度的增大，分闸故障电流的EEMD能量矩相对熵
值也呈现出单调递增的变化趋势，通过线性函数拟合建立特性曲线，拟合结果如
图7所示，拟合相关性达到99%。

试验表明通过故障程度评估指标EEMD能量矩
相对熵结合故障程度特性曲线也能够完成对分闸过程中发生的衔铁行程不足与线
圈匝间短路故障的定量分析。

3发现的问题以及解决问题的措施
3.1真空断路器发生的故障。

设备是否正常工作决定了变电站能否稳定运行，特别是在无人值班的变电站中，因为故障的发生往往不能立刻发现并给予正确处理，因此，对于设备质量的要求相比有人的变电站要高很多。

而10kV线路出线
发生故障的概率也会相应增加，这些故障往往都是由真空断路器引起的。

现在市
场上生产的真空断路器比较多，这样导致质量上面层次不齐，因此，在选择上面
应该选一些历史比较悠久，以及质量比较好的商家。

此外，在仪器使用的过程中
应当做好对仪器的检查和维修，尤其是在一些机械上面。

有的时候电气控制回路
产生问题也能带来断路器拒动，然而更多的是很多的厂家在产品设计上面存在缺陷，此类发生的概率要比电气回路引起多很多。

3.2蓄电池引起的故障。

蓄电池引发的问题主要是因为保护不当造成连续的反应，特别是在110kV的变电站中，很多时候这类的变电站都含有一组蓄电池，因此，一旦发生交流电失电，或者整个设备导致的问题，就会出现故障，因为蓄电
池是保护设备以及自动装置的唯一后备电源装置。

在正常的工作中应当做好对设
备的检查工作，其内容涉及到检查电压是否正常、连接位置是否有松动、极柱附
近是否有液体或者气体出现、壳体上面是否有裂痕或者变形的状况等。

如果需要
应当立即采取措施，比方说对浮充电流工作进行检测。

结束语：电力系统能否安全工作直接和经济效益有关，所以，我们要不断的加强变电站管理工作，尤其是在变电站上，只有不断的改善安全管理工作，才能减少事故发生的概率，才能保障变电站的正常运行，为当地社会未来的发展创造更多的经济效益。

结束语：
[1]马腾.断路器分合闸线圈烧毁原因及预防措施的研究[J].电子世
界,2013(23):47-48.
[2]陈明旭,裘先岳,张军达.VS1-12型真空断路器合闸线圈烧毁的故障分析[J].电子世界,2013(20):60.
[3]赖文德,林向宇.VS1手车式断路器合闸故障分析与防范[J].电工技
术,2013(08):74-75.。