VS1型真空断路器合闸线圈烧毁故障处理及对策

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1)操作机构检修时,在储能保持掣子以及转动 部分加润滑油,保证操作机构的动作灵活,避免由 于机构卡涩造成断路器辅助开关不能及时转换,而 使线圈长时间通电烧毁。
2)线圈直阻、动作电压测试必须达到规定的技 术要求(动作电压在 66~176 V 之间),不合格的,及 时更换线圈或对操作机构进行调节。
3) 测 试 动 作 电 压 时 , 每 冲 击 一 次 , 都 应 将 合 闸
参考文献:
K0—防 跳 继 电 器 ;R0—电 阻 ;QF—辅 助 开 关 ; 分 合 闸 操 作 时 切 换 ; HQ—合闸线圈;KT—时间继电器;S1—行程开关;合闸弹簧储能后切换。
图 3 改进后的控制回路
[1] 北京供电福斯特有限公司.VS1(ZN63A)型高压真空断路器说明 书[Z].北 京 :北 京 供 电 福 斯 特 有 限 公 司 ,2002.
[4] 邬 钢,李 进.VD4 型真空断路器合闸线圈烧毁的故障分析[J]. 高 电 压 技 术 ,2006 ,32 (1):121-122.
[5] 谭 志 奇.10 kV 弹 簧 操 作 机 构 断 路 器 跳 合 闸 线 圈 烧 毁 原 因 分 析 及 对 策 [J]. 电 力 学 报 ,2006 ,21 (1):91-92.
可见,断路器在运行几年后,随着操作次数的 增加,由于磨损、卡涩等原因使得储能保持掣子与
滚轮之间的摩擦力加大,导致需要线圈更大的出力 断路器才能合闸。 210 V 的动作电压已经超出了规 定值(按照规定,动作电压应在电源电压额定值的 30%~80%之间),而变电站电源室的控制母线电压是 额定 220 V, 再考虑到控制母线电压可能达不到额 定值以及电源室到断路器本体之间的电压降,所以 这里对合闸线圈所施加的电压并不足以使其产生 足够的冲击力以打开储能保持掣子,从而断路器不 能动作,辅助开关不能及时转换,导致合闸线圈长 时间通电直到烧毁。 2.3 现场故障处理措施
0 引言
VS1(ZN63A)型 10 kV 真空断路器广泛应用 在 雷庄、兴城、遵化、西南郊等多座变电站,其数量在 所有 10 kV 断路器中占据着较大比重。 目前,该型 号断路器在倒闸操作及事故跳闸后恢复供电时经 常会出现合闸线圈烧毁现象。 一方面增加了检修人 员的工作量, 另一方面不能及时对外恢复供电,影 响供电可靠性。 因此,有必要对线圈烧毁现象进行 分析总结并制定有效的防范措施,避免此类现象重 复发生。
4 研究改进控制回路
由于合闸线圈烧毁的根本原因是其通电时间 超出了允许值, 所以想到对合闸控制回路进行改 进,当线圈通电超过一定时间后,将控制回路直接 断开,防止线圈的烧毁。
改造方案如下: 改进后的控制回路见图 3, 在合闸控制回路加 装一只时间继电器,由于 VS1 断路器的额定合闸时 间为 35~70 ms,而合闸线圈在通电 3~5 s 后才会烧 毁, 所以整定时间继电器的延时断开时间为 1.5 s, 同时在信号回路加装合闸线圈通电超时信号装置。
5 结语
在以后的检修中,应特别加强对此型号断路器 的维护力度,准确测量动作电压,一旦发现不合格 均给予及时处理,线圈烧毁故障明显减少。 断路器 合闸线圈烧毁是常见现象,起因也有很多种,这里 找到的 VS1 断路器合闸 线圈 烧 毁 原 因 及 处 理 措 施 可以为大家处理此类问题提供一个借鉴。 此外,笔 者提出的合闸控制回路改进方案只需加装一只时 间继电器,简单实用,希望可以为防止合闸线圈的 烧毁提供一个参考。
能。 储能时电动机输出轴带动滚轮 1 顺时针转动
图 1 VS1 型断路器操作机构
(从右向左看去), 通过拐臂拉伸合闸弹簧进行储
合闸时,由合闸电磁铁撞击合闸弯板 5 向上翻
转,带动储能保持轴 6 转动,使储能保持掣子 3 松
收稿日期:2009-08-03; 修回日期:2009-11-23
开滚轮 1,合闸弹簧收缩进行合闸。 分闸时,由分闸
第 46 卷 第 5 期
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断路器合闸时,由主控室的微机保护装置发出 合闸信号,导通合闸回路,同时启动合闸保持继电 器, 由保持回路来保证即使微机保护接点断开,而 合闸回路仍旧导通。 合闸线圈在通电后动作,同时 辅助开关 QF 转动,切断合闸回路,使得合闸保持继 电器返回,从而完成合闸操作。 如果由于某种原因, 例如:断路器没有动作从而辅助开关 QF 没有转动、 或者 QF 转动但节点粘连,导致合闸回路一直导通, 则当合闸回路在接通 1.5 s 后, 由时间继电器 KT 动 作,直接断开合闸控制回路,以防止线圈的烧毁。 同 时 KT 自保持并发出合闸线圈通电超时信号,提醒运 行人员及时到现场查看情况, 以便采取相应措施, 此外,线圈通电超时信号可通过按下信号复位按钮 解除。
能。 到达储能位置时,储能轴与链轮传动系统脱开, 储能保持掣子 3 顶住滚轮 1 保持储能位置[1]。
1 VS1(ZN63A)型断路器简介
1— 滚 轮 ;2— 顶 轴 ;3— 储 能 保 持 掣 子 ;4— 凸 轮 ;
VS1 型断路器操作机构见图 1。 此时弹簧未储
5— 合 闸 弯 板 ;6— 储 能 保 持 轴 ;7— 电 动 机 。
张宗伟
(华北电网有限公司唐山供电公司, 河北 唐山 063000)
摘要: 针对VS1型真空断路器在合闸时经常出现的合闸线圈烧毁事故,在现场对一起典型合闸线圈烧毁故障进行了测试分析,
找到了线圈烧毁的原因:跳、合闸线圈通过电流时断路器不动作,则切断线圈电流的辅助接点不能正常打开,线圈一直带电,时
间稍长,烧毁线圈。 给出了故障处理措施:更换储能保持掣子的顶轴,使储能保持掣子在滚轮中的扣入深度变浅;更换合闸线圈
作者简介:张宗伟 (1981—),男,工程师,硕士,主要从事断路器检修维护工作。
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May 2010
High Voltage Apparatus
Vol.46 No.5
电 磁 铁 使 分 闸 保 持 掣 子 与 半 轴 解 锁 而 实 现 [1]。
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第 46 卷 第 5 期 20120010年 0055月月
High Voltage Apparatus
Vol.46 No.5 第M46ay卷 20第105 期
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技术交流
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VS1型真空断路器合闸线圈烧毁故障处理及对策
针对 VS1 型断路器的合闸线圈频烧现象,在西 南郊变电站又发生一起烧毁故障后,专门邀请厂家 技术人员到现场一起进行事故处理分析。
厂家人员在检查断路器电路板未发现异常后, 对烧毁的合闸线圈进行了更换,之后用电压测试仪 进行合闸动作电压测试。 首先从额定电压的 30%开 始冲击,之后以每增加 10 V 左右电压进行冲击,直 到 160 V 时 ,断 路 器 的 操 作 机 构 才 动 作 合 闸 ,但 由 于合闸连杆的多次冲击,已经使得储能保持掣子在 滚轮中的扣入深度逐渐变浅,合闸连杆的冲程增加 (连 杆 冲 程 增 加 后 其 冲 击 力 也 变 大 了 ),而 断 路 器 在 实际合闸时是瞬间一次性完成的,所以上述得到的 160 V 电压是不能准确反映实际动作电压的。 在对 断路器分闸后, 再次对其进行合闸动作电压测试, 直接将动作电压加到 160 V, 果然发现断路器没有 合闸,之后将断路器手动合闸后再分闸,继续加大 电压测试, 反复几次后, 直到动作电压达到 210 V 时,断路器才一次合闸成功。
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2010年 05 月
储能保持掣子复归到原位, 再调高电压重新合闸, 当最后一次调整电压使断路器合闸后,此时得到的 电压才是准确的动作电压。
4)注意检查滚轮、储能保持掣子、顶轴、合闸弯 板等零部件外形是否完好,若有异常,及时联系厂 家进行更换。
连杆的铜质顶帽及紧固螺丝,增大合闸线圈连杆的冲程。 同时,为避免此类故障的重复发生,总结了在日常检修维护中需要注
意的一些问题。
关键词: 断路器; 合闸线圈烧毁; VS1; 合闸控制回路
中图分类号: TM561.2
文献标志码: B
文 章 编 号 :1001-1609(2010)05-0089-03
Fault Disposal and Countermeasures for VS1-type Vacuum Circuit Breaker Closing Coil Burn-out
ZHANG Zong-wei
(Tangshan Electrical Power Supply Company of North China Grid,Tangshan 063000,China)
Abstract: To solve the problem that the VS1 circuit breaker closing coil often burn-out when closing,using a instance to test and analysis at the scene,the reason of the closing coil burn-out is found,and the disposal methods for solving the malfunction are given. At the same time,to avoid the malfunction often appearing,summarizing some detail in routine maintenance. Key words: circuit breaker; closing coil burn-out; VS1; closing control loop
通过上面的现场测试,针对合闸线圈烧毁的原 因,厂家技术人员首先更换了储能保持掣子的顶轴 (将该顶轴的直径加大),从而使储能保持掣子在滚 轮中的扣入深度变浅;其次更换了合闸线圈连杆的 铜质顶帽及紧固螺丝(顶帽换为较短的,螺丝换为 较 扁 的 ),增 大 了 合 闸 线 圈 连 杆 的 冲 程 ,也 就 增 大 了 连杆对合闸弯板的冲击力。 VS1 型断路器合闸线圈 见图 2。
[2] 孙 茁.VD4 型真空断路器合闸线圈频烧 故 障 的 处 理[J].高 压 电 器 ,2002 ,38 (5 ):58-59.
[3] 周国星 ,邢 晓 娟.断 路 器 合 闸 线 圈 、接 触 器 烧 毁 现 象 分 析 及 改 进 [J]. 继 电 器 ,2006 ,34 (23 ):70-71.
1— 铜 质 顶 帽 ;2— 紧 固 螺 丝 。
图 2 VS1 型断路器合闸线圈
完成以上改进措施后再次进行动作电压测试, 当 电 压 达 到 130 V 时 ,断 路 器 一 次 合 闸 成 功 ,已 经 达到了对于动作电压的技术要求,可见以上改进措 施很有效。
3 日常检修中需注意的问题
针对此类断路器的线圈烧毁现象,可从以下几 方面加以注意,以减少此类现象的发生。
2 合闸线圈烧毁事故原因分析
10 kV 真空断路器跳、 合闸线圈烧毁事故是变 电站综合自动化改造后普遍存在的现象 , [2-4] 在 文中 的 VS1 型断路器中发生的都是合闸线圈烧毁故障。 2.1 跳、合闸线圈烧毁原理分析
在 10 kV 真空断路器的弹簧操作机构中, 跳、 合闸线圈都直接接于控制回路中,它不是断路器动 作的直接动力,而仅用于储能弹簧的能量释放。 跳、 合闸线圈的真正作用是用线圈连杆的冲击力打开 闭锁弹簧能量的掣子,也就是说跳、合闸线圈只有 在工作时才需要一定的电流,而且此电流只需在工 作那一刻使线圈产生打开闭锁弹簧掣子的动力即 可,因此,跳、合闸线圈的额定电流定的较小。 可是, 这也带来了跳、合闸线圈长时间通过额定电流或是 通过大电流时会直接破坏线圈绝缘, 烧毁线圈 的 问 题[5]。
VS1 型断路器中,如果线圈通过额定电流 3~5 s, 线圈就会烧毁。 另外,根据 10 kV 弹簧机构断路器 的控制原理,它的电流通断是由断路器辅助接点控 制的,若跳、合闸线圈通过电流时断路器不能动作, 那么切断线圈电流的辅助接点就不能正常打开,线 圈就会一直带电,时间稍长,便会烧毁线圈。 2.2 VS1 型断路器合闸线圈烧毁现场分析
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