斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作低電壓測(cè)試

關(guān)鍵詞：斷路器  合閘  分閘  最低動(dòng)作電壓 

1 概述 

作為斷路器特性測(cè)試的一個(gè)重要的內(nèi)容，斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作低測(cè)試主要是為了驗(yàn)證斷路器線圈是否靈敏和可靠，并且還能夠測(cè)試整個(gè)操作機(jī)構(gòu)在非額定動(dòng)作電壓下的性能。操動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠的合閘的時(shí)候，通常操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電壓是保持在( 85％-110％)un的范圍之內(nèi)的；斷路器分閘的電壓是大于65％un；另外當(dāng)斷路器的電壓小于30％un的時(shí)候，斷路器是不能夠分閘的。最額定操作電壓的30%到65%之間是高壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)分、合閘電磁鐵線圈的最低動(dòng)作電壓，在這個(gè)范圍之內(nèi)能夠保證斷路器的正常的運(yùn)行，并進(jìn)行可靠動(dòng)作。而規(guī)定的下限30%主要是考慮的其中的誤差值。由于二次直流系統(tǒng)在絕緣不良，高阻接地的情況下，會(huì)在斷路器分合閘線圈兩端引入一個(gè)數(shù)值不大的直流電壓，當(dāng)線圈動(dòng)作電壓過(guò)低時(shí)，會(huì)引起斷路器誤分閘，俗稱“偷跳”。還有可能會(huì)發(fā)生分閘的現(xiàn)象，比如當(dāng)動(dòng)作電壓比較低，斷路器在強(qiáng)電的環(huán)境下，很容易造成強(qiáng)電磁的干擾，并發(fā)生分閘。而有的時(shí)候斷路器失靈，在事故發(fā)生的時(shí)候失去保護(hù)作用，不能夠進(jìn)行正確的動(dòng)作，這主要是因?yàn)殡妷哼^(guò)高造成的。 

斷路器在電網(wǎng)的作用是開(kāi)斷、關(guān)合和承載運(yùn)行中的正常電流，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)關(guān)合或開(kāi)斷規(guī)定的短路電流。要使斷路器能達(dá)到這些要求，其操動(dòng)機(jī)構(gòu)必須長(zhǎng)期保持可靠動(dòng)作，并且動(dòng)作的速度和時(shí)間要滿足滅弧特性的要求。但是這幾年來(lái)操動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘脫扣器出現(xiàn)的拒動(dòng)和誤動(dòng)的故障頻發(fā)，有的已嚴(yán)重影響斷路器的正常運(yùn)行，所以應(yīng)當(dāng)引起檢修工作人員的足夠重視。在2011年的春季預(yù)防性試驗(yàn)工作中，將動(dòng)作低電壓測(cè)試作為斷路器特性試驗(yàn)的必測(cè)項(xiàng)目，排除了數(shù)次事故隱患。 

2 最低動(dòng)作電壓umin的理解和分析 

最低動(dòng)作電壓umin一般都在斷路器分、合閘回路的兩端測(cè)試，而《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定的umin明顯是指線圈兩端的電壓，且umin應(yīng)是線圈兩端而非分、合閘回路兩端的額定電壓。因此對(duì)測(cè)試點(diǎn)的選取和對(duì)的理解均影響對(duì)umin是否合格的判斷。分、合閘回路可看作是其它電阻umin(包括分、合閘電阻與電纜等值電阻)與線圈電阻r相串聯(lián)的回路，則線圈兩端電壓與回路兩端電壓成正比。因此一般在分、合閘回路兩端測(cè)試umin，且以其滿足30%-65%額定控制電壓來(lái)作為線圈的合格判據(jù)，這樣既能測(cè)試umin，又能檢測(cè)分、合閘回路，且完全符合規(guī)程規(guī)定的要求。 

3 最低動(dòng)作電壓測(cè)試方法的分析 

umin的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法一般是在分、合閘回路兩端試加電壓直至斷路器脫扣動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)的電壓記為umin。試加電壓的方法有兩種：①慢加電壓法帶上分、合閘回路負(fù)載，利用調(diào)壓器慢加電壓直至斷路器動(dòng)作，記錄此時(shí)的umin；②瞬時(shí)沖擊法先將直流輸出調(diào)至一定電壓(多為下限66v)后瞬時(shí)加在分合閘回路兩端，如不能動(dòng)作，再逐步調(diào)高電壓；如可靠動(dòng)作，再逐步調(diào)低電壓，多次調(diào)整并瞬時(shí)加壓，直至斷路器恰好能動(dòng)作，記錄此時(shí)的u。兩種方法中前者不符合斷路器動(dòng)作原理，故u不準(zhǔn)�，F(xiàn)場(chǎng)檢修發(fā)現(xiàn)后者所測(cè)u一般比前者低；后者所測(cè)u合格的10kv vs1型斷路器有時(shí)甚至在慢加電壓至額定控制電壓以上時(shí)都不能動(dòng)作。 

經(jīng)過(guò)《斷路器最低動(dòng)作電壓測(cè)試方法的探討》中對(duì)脫扣力和脫扣功的分析得知瞬時(shí)沖擊時(shí)機(jī)構(gòu)脫扣所需的電壓比慢加電壓時(shí)低，但斷路器的動(dòng)作原理是線圈瞬時(shí)受電從而使斷路器動(dòng)作，故用瞬時(shí)沖擊法更能反映此原理，測(cè)試的umin也更準(zhǔn)確。當(dāng)然其前提條件均是測(cè)試電源的內(nèi)阻為零。但現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)該內(nèi)阻有時(shí)不可能為零，以致對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大的影響。為更準(zhǔn)確地測(cè)定斷路器的umin，可采用等效負(fù)載法來(lái)消除誤差。 

所以，采用瞬時(shí)沖擊法對(duì)斷路器的最低動(dòng)作電壓進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量?jī)x器為低電壓動(dòng)作箱和斷路器特性分析儀。 

4 低電壓測(cè)試案例分析 

在預(yù)防性試驗(yàn)工作中，通過(guò)動(dòng)作低電壓的測(cè)試試驗(yàn)，排查出數(shù)臺(tái)低電壓動(dòng)作不合格的設(shè)備，盡早的發(fā)現(xiàn)了缺陷，避免了惡性停電事故的發(fā)生�，F(xiàn)將幾個(gè)典型案例進(jìn)行技術(shù)分析。 

4.1 直流電磁鐵鐵心卡澀：某220kv斷路器采用液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)。其合閘線圈采用直線螺管式電磁鐵，線圈額定電壓是直流220v。斷路器檢修后做80％的動(dòng)作電壓合閘試驗(yàn)時(shí)，卻合不了閘�，F(xiàn)場(chǎng)檢查情況是：液壓機(jī)構(gòu)的壓力在額定值，排除了低油壓力閉鎖。用萬(wàn)用電表檢查分閘回路電阻110ω(接近線圈直流電阻)，又可排除電氣回路的故障。通過(guò)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)電磁鐵鐵心不能動(dòng)作的原因是，電磁鐵鐵心卡澀。通過(guò)調(diào)整電磁鐵使之靈活后，重新做80％的動(dòng)作電壓試驗(yàn)，斷路器合閘正常。如果不做動(dòng)作電壓試驗(yàn)，該缺陷是沒(méi)辦法發(fā)現(xiàn)的，一旦投入運(yùn)行，將會(huì)出現(xiàn)動(dòng)鐵心不能動(dòng)作，還會(huì)因線圈長(zhǎng)期加電壓而被燒毀的故障；即使動(dòng)鐵心能動(dòng)作，但也會(huì)影響合閘時(shí)間。 

4.2 直流電磁鐵工作間隙太大：某110kv六氟化硫斷路器，采用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，線圈額定電壓是直流220v。對(duì)斷路器檢修后做65％的動(dòng)作電壓分閘時(shí)，卻分不了閘�，F(xiàn)場(chǎng)檢查情況是：sf6氣體壓力都在額定值，排除了低sf6氣體壓力閉鎖。用萬(wàn)用電表檢查合閘回路電阻88ω(接近線圈直流電阻)，又可排除電氣回路的故障。通過(guò)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)電磁鐵鐵心運(yùn)動(dòng)行程為3.7mm(標(biāo)準(zhǔn)為2.8～3.2mm)，可見(jiàn)造成不能動(dòng)作的原因是動(dòng)靜鐵心的工作間隙太大。因?yàn)殡姶盆F的吸力與動(dòng)靜鐵心的工作氣隙平方成反比，現(xiàn)氣隙大，所以磁阻大、吸力小。通過(guò)調(diào)整動(dòng)靜鐵心的行程，重新做65％的動(dòng)作電壓試驗(yàn)，斷路器合閘正常。但是這里一定要注意不能把工作間隙調(diào)整得太小，太小了電磁鐵反而不能動(dòng)作，只有通過(guò)做動(dòng)作電壓試驗(yàn)才能把工作氣隙調(diào)整在可靠動(dòng)作范圍內(nèi)。 

4.3 線圈匝間短路：某35kv真空斷路器采用ct8型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。其合閘線圈是采用直線螺管式電磁鐵，線圈額定電壓是直流220v。斷路器檢修后做80％的動(dòng)作電壓合閘時(shí)，卻合不了閘�，F(xiàn)場(chǎng)檢查情況是：彈簧已儲(chǔ)能，斷路器具備合閘條件，用萬(wàn)用電表檢查合閘回路電阻為30ω(標(biāo)準(zhǔn)線圈直流電阻為68ω)。由于直流電阻只有標(biāo)準(zhǔn)值的一半，所以可判斷故障原因是線圈匝間短路。如果發(fā)生線圈匝間短路，磁通量嚴(yán)重減少會(huì)影響電磁鐵的吸力，所以動(dòng)作電壓試驗(yàn)時(shí)合閘電磁鐵不能動(dòng)作或者動(dòng)作很慢，無(wú)法打開(kāi)脫扣器。 

5 結(jié)語(yǔ) 

斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的最低動(dòng)作電壓測(cè)試對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，避免拒分、拒合的惡性事故發(fā)生，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性意義重大。采用瞬時(shí)沖擊法對(duì)斷路器低電壓進(jìn)行測(cè)試可以利用預(yù)防性試驗(yàn)等停電機(jī)會(huì)及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的掌握設(shè)備狀況，有效地提高設(shè)備健康水平，推動(dòng)狀態(tài)檢修工作的有效開(kāi)展。 

參考文獻(xiàn)： 

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