解决高压断路器拒合问题

断路器拒合是配电所常见的故障之一，输电线路或其他设备常因断路器拒合而延误送电，造成不应有的损失。断路器拒合存在机械故障和电气故障，常见的断路器拒合电气故障如下。

1.直流电源电压过低或过高

直流母线电压过高时，对长期带电的继电器、指示灯等容易造成过热或损坏，对分、合闸线圈不仅增加电流发热，同时电磁铁铁心磁通饱和，引起铁心过热。电压过低时，可能造成断路器、保护的动作不可靠，甚至引起分、合闸线圈中电流增加而过热或烧毁。所以直流母线电压允许的变化范围一般是－10％～＋10％。而直流母线电压的高低取决于直流电源电压，对于采用蓄电池或电容储能作为直流电源的电站，通常由硅整流装置作为充电设备。硅整流装置又分为有整流变压器和无整流变压器两种。有整流变压器的硅整流装置的交流电源取自所用电380V交流电源，经整流得到220～240V的直流电源。无整流变压器硅整流装置的交流电源同样取自所用电，对220V的直流电源，又分为两种情况：一种是直接把整流器的输入端接在380V交流电源上，输出直流平均电压为257V，比220V高出15％，可用来补偿合闸回路的压降；另一种是直接把整流器的输入端接在220V交流电上，输出直流电压保持在195～200V的范围，能够满足断路器分、合闸要求。

蓄电池组按浮充运行方式工作时，浮充整流器平时供给母线上的经常性负荷，同时以不大的电流向蓄电池浮充电，以补偿蓄电池自放电消耗的电量，使蓄电池经常处于满充电状态。在浮充电运行方式下，蓄电池组主要负担短时的冲击负荷。蓄电池在进行充电和放电时，端电压变化较大，依靠手动端电池调节器调节蓄电池组接入母线的个数，以维持直流母线电压恒定，避免断路器合闸回路电压过高。若调节不及时，就会出现电压过高的现象。当交流系统发生事故，浮充整流器断开时，蓄电池组将转入放电状态，承担全部直流负荷。随着蓄电池单独供电时间的延长及自放电损失，蓄电池端电压随之下降，若调节不及时，就会出现电压过低的现象。例如电压低到150V左右，一般是三相硅整流器缺一相电源所致。

处理的方法是：

1）检查控制回路电压是否低于或超过其正常工作电压范围，可以80％～105％U_n作为正常工作电压范围判断标准。

2）若电源电压不在该范围内，则应调节手动端电池调节器。

3）若电压过低，还应检查硅整流器电源熔体及所用变熔体是否熔断，检查所用电交流电压是否过低。

4）检查蓄电池组是否有故障。应检查每只蓄电池的电压，若发现某个电池的电压低于规定值，一定要及时将其调换下来做单独充电处理。这种已提前出现老化，容量降低，甚至全丧失容量的蓄电池，在放电过程中，尤其在合闸电流的冲击下，其电压可能很快下降到零点几伏。对于安装在10kV配电所的高压断路器弹簧操作机构的电源，目前多数由所内电压互感器供给，因而机构储能电动机也采用额定电压为110V的交流串励式电动机，但电压互感器二次电压一般为100V，加上互感器二次回路不可避免地存在压降，这样加在储能电动机上的电压更低。操作电源电压偏低，使储能电动机工作时电磁转矩及转速均下降不少，从而影响机构弹簧的储能效果，易造成断路器的拒合故障。

为此，可做如下改进：首先是改用额定电压为220V的交流串励式电动机作为储能电动机，然后配置一台容量为1kVA左右的单相变压器，把电压互感器二次电压升高至220V以供操作用。

2.断路器控制回路故障

（1）合闸接触器失压或欠电压故障

直流电源故障，控制回路熔体熔断，合闸接触器回路各元件连接线断线，接头或元件触点接触不良，断路器辅助触点闭合不好，短接合闸接触器的两点接地，这些故障都会使合闸接触器失压或欠电压，导致断路器拒合。

例如，某变电站的35kV出线，在恢复送电时，断路器几次合闸都不成功。经检查，合闸机构正常，直流电源无接地。在摇测合闸回路绝缘电阻时，发现测量结果低于正常值。经仔细查找，原来是在户外的端子箱内部受潮严重，端子排锈蚀，正电源端子处接触不良。这样，在合闸时，端子排处将有很大的电压降，使合闸电压大大降低，造成合闸接触器吸合力不足，机构动作不到位甚至不动作。针对这一情况，可将端子箱进行干燥处理，更换端子排，并在端子箱上开通风口。经处理后，合闸操作恢复正常。

（2）合闸接触器故障

合闸接触器线圈断线，接触器铁心被卡住或弹簧反作用力过大，都会使接触器触点无法闭合，导致断路器拒合。

对合闸控制回路不通故障的检查方法如下：

首先根据故障现象判断是否属于断路故障，然后根据可能发生断路故障的部位确定断路故障范围，最后利用检测工具找出断路点。合闸控制回路较长，元件较多，如果逐个元件查找，太费时间，而且有时为了不影响其他控制回路的正常工作，必须带电进行检查，所以最好是用对地电位法分段检查断线故障点，也可采用电压法等方法。

1）电压法。电压法的基本原理是：当电路有断路点时，电路中没有电流通过，电路中各种降压元件已不再有电压降落，电源电压全部降落在断路点两端，因而可通过测量两点之间有无电压，逐步缩小确定断路故障的范围，最终找出断路故障点。常用检测仪表为通用型万用表，可选择直流大于或等于直流电源电压的档位。

2）电位法。电位法的基本原理是：断路点两端电位不等，断路点一端与电源一端电位相同，断路点另一端与电源另一端电位相同，因而可以通过测量电路中各点电位判断断路点。常用万用表或试电笔作为检测工具。试电笔实际上是一种显示带电体对地电位为高电位的工具，因而可通过试电笔测量（显示）电路中各点的电位来检测断路故障。在用试电笔从正极控制母线沿控制回路向负极控制母线逐段试电的过程中，必然会找出试电笔的氖管由后端明亮转为前端明亮且亮度减弱的线段，该线段即为断路点所在范围。同理逐步缩小范围，直至查出断路点所在位置。用万用表检测的方法是：把万用表调至直流电压250V档，再将万用表负极接地，用万用表正极接设备带电部分。如果表针正指，此处即是正电位；表针反指（小于零），此处即是负电位；表针指零，说明此处无电压，亦即此处两端都有断路点。因此，检查具有灯光监视的合闸控制回路时，首先使控制开关处于分闸位置，再选择几个重要端子，如连接控制盘、保护盘和操作机构的端子，进行关键点的电位测试，根据电位的变化，即可确定故障范围。换言之，哪两点之间电位不同，故障就一定在这两点之间，哪处两边电位不同，哪处便是断路点。

3）电阻法。如果允许控制母线断开直流电源检查断路点，也可采用电阻法。电阻法的基本原理是：电路出现断路故障以后，断路点两端电阻为无穷大，而其他各段电阻相对较小或近似为零，因此可以通过测量各线段电阻值查找断路点。检测电阻值一般采用万用表欧姆档，且一般选择R×10或R×1的位置。不要选择R×1k以上的高阻档，以免产生误差。对控制回路接触不良的检查同样可以采用电压法、电位法或者电阻法，被检查的线段或触点、端子、元件两端电压或电阻或电位发生异常变化，即为接触不良。

对接触器铁心被卡或弹簧压力过大的故障的处理方法如下：

1）检查电磁线圈通电后产生的电磁力是否不足以克服弹簧的反作用力。若属于线圈问题就应更换线圈，若属于弹簧压力过大，则应对弹簧的压力做相应的调整，必要时进行更换。

2）检查接触器铁心是否被卡，若铁心被卡，则应进行拆检、清洗、修整，必要时调换配件。(www.xing528.com)

3.合闸回路故障

1）合闸线圈失压或欠电压故障。合闸电源故障、合闸回路的熔体熔断、连接线断线或接触不良、合闸接触器触点未能闭合都会使合闸线圈失压或欠电压，导致断路器拒合。其处理方法与断路器控制回路故障的处理方法相同。例如，某厂一台ZN-10真空断路器，配用CD₁₀-Ⅵ电磁操作机构，在安装使用时几次合闸都没有成功。检查机构各部位及辅助触点均未见异常，调节拐臂拉杆行程也不管用。于是怀疑是合闸力矩不足，便对合闸线圈参数进行核实，测量直流电阻也都没有问题。但在拆线圈时发现引线的固定螺钉没有压紧。经分析，可能是由此引起合闸回路接触电阻过大，导致电压降过大，线圈电流过小，合闸力矩不足。在压紧螺钉后，重新合闸，一次成功。

2）合闸线圈断线，匝间短路或绝缘损坏。

3）合闸线圈烧毁故障。断路器合闸线圈的额定电流也是按短时通电设计的，合闸母线熔断器熔体、选择过大，同时出现机械操作机构调整不当，导致合闸过程中合闸线圈通电时间过长，是合闸线圈烧毁的主要原因。

断路器频繁操作，与分闸线圈一样，线圈中频繁地受到大电流冲击，是导致线圈过热甚至烧毁的原因之一。为防止合闸线圈被烧毁，其注意事项如下：

1）合闸母线上熔断器熔体的额定电流必须控制在合闸线圈工作电流的1／4～1／3的范围以内，不应过大。

2）断路器在投入使用之前，必须根据要求进行全面调整。最好先进行人工手动合闸、分闸试验，尽量避免机械故障，在这些工作完毕后，方可进行电动操作。

3）在调试中，应加强观察与监视，安排专人观察直流控制电源回路中的电流表。正常情况下，合闸时有一较大电流，合闸后应迅速减小。如果电流表的较大电流指示不能迅速减小，应立即切断电源，查明原因并处理，以免事故扩大。

4）在运行中，应尽量避免频繁地操作。因分、合闸线圈的电流还与电磁铁心磁路有关，衔铁闭合后，磁路磁阻小，励磁电流小，衔铁闭合的线圈电流接近或等于线圈额定电流，该电流也只能按短时通电设计。而短时间隔的频繁操作会使分、合闸线圈来不及散热而过热，况且线圈刚加电压时，衔铁在打开位置，空气距离大，磁路磁阻大，产生相同磁通所需线圈励磁电流大，一般衔铁启动时，励磁电流比闭合闸时要大几十倍。频繁操作让这种电流较长时间地通过分、合闸线圈，易使分、合闸线圈烧毁。

5）在合闸操作时，手动控制转换开关停留在合闸位置的时间不宜过长。要防止断路器辅助触点因断路器机械故障未能断开而使合闸接触器触点未能切断合闸回路，导致合闸线圈通电过长而过热甚至烧毁。如果监视断路器状态的绿灯在常规的时间内不灭，应立即松手。

6）应检测与合闸接触器线圈串联的绿灯监视回路的电阻值是否足够大。正常合闸操作，若绿灯仍不灭且导致合闸线圈烧毁，则说明除机械故障导致断路器辅助触点未能断开外，绿灯监视回路导致了合闸接触器触点未能返回。合闸接触器启动电流大，设计的绿灯监视回路不足以使合闸接触器启动，但电动合闸或重合闸装置启动合闸接触器后，维持其触点闭合的电流并不需要像启动电流那样大。只要断路器辅助触点未能断开，绿灯监视器回路电流就有可能使合闸接触器保持在吸合状态。合闸控制转换开关触点或重合闸出口继电器触点未被粘住，则必然是绿灯监视回路电阻不够大所致。

为防止该类故障发生，设计的绿灯监视回路电流应小于合闸接触器返回电流。对于投入使用的控制电路，检修时应测试绿灯监视回路，若绿灯热态电阻或附加电阻偏小，则应更换。例如，某单位曾多次发生少油断路器合闸线圈烧毁事故，后经分析，其主要原因是在重合闸时，断路器拒合，分闸指示灯（25W）仍亮，其回路中仍有100mA左右的电流。这个电流使合闸接触器保持在吸合状态，导致合闸线圈通电时间过长而烧毁。为防止故障重演，该单位采用氖灯或发光二极管替换合闸指示灯，在回路中串接一个20kΩ、2W的电阻，使回路电流大大减小，解决了断路器合闸线圈烧毁的问题。

4.断路器合闸铁心动作失灵故障

（1）合闸铁心未动作

除上述合闸回路故障以外，合闸铁心严重卡塞也是造成合闸铁心动作失灵的原因之一。

（2）合闸铁心动作，但仍不能合闸

因安装调试不当等机械原因，导致合闸铁心动作失灵的情况如下：

1）合闸线圈内的套筒安装不正或变形，影响合闸线圈铁心的冲击行程，或者合闸线圈铁心顶杆太短、定位螺钉松动等使铁心顶杆松动变位。

2）操作机构安装不当，使机构在分闸后卡住未能复位。

上述故障的处理方法如下：

1）对铁心动作行程不够的故障，应重新安装，手动操作试验，观察其铁心的冲击行程并进行调整。

2）对铁心顶杆松动变位的故障，可调整滚轴与支持架间的间隙为1～1.5mm，调整时将顶杆往下压，然后在顶杆上打冲眼、钻孔，并用两个定位螺钉固定。

3）对操作机构卡住未能复位的故障，应检查各轴及连板有无卡阻现象，如双连板的机构与其轴孔是否一致、轴销有无变形、连板轴孔是否被开口销卡塞的现象等，根据检查结果做相应的处理。