高压断路器拒分原因及处理方法

常见的断路器拒绝分闸的电气故障的原因主要有：

1.断路器分闸线圈失压或欠电压故障

（1）控制回路熔断器熔体熔断

除熔体选择、安装、运行等自身原因外，因控制回路中电压线圈匝间短路、分压元件被短路、发生电源正负两极两点接地短路等，都会导致熔体熔断。操动机构控制回路因熔体熔断而无直流电源，使操动机构不能分闸。

处理方法：检查熔体熔断的原因，必要时更换熔体。

（2）分闸线圈回路断路或接点接触不良

分闸线圈回路各元件连接线断线，接线松脱，元件触点接触不良，控制开关的接点不能接通，继电保护失灵，其出口接点未能闭合，断路器的辅助触点闭合不好，都无法使分闸线圈通电分闸。

处理方法：逐段检查。详见断路器拒合的电气故障处理。对辅助触点接触不良，应按照产品使用说明书的技术要求，调整辅助开关拐臂与连杆的角度以及拉杆与连杆的长度，使之符合要求并更换锈蚀和损坏的触头片。

（3）电源电压过低

因直流电源电压低于分闸线圈的额定电压，致使分闸时虽然动作却不能分闸。

处理方法：调整直流电源电压，使之适合分闸线圈的额定电压。当电源电压调整后，应在断路器处于分闸位置时测量分闸线圈的电压降，其值不小于电源电压的90％才为合格。具体方法是将保护跳闸回路接通，用高内阻直流电压表（万用表即可）并在分闸线圈两端，短接分闸回路中断路器辅助触点使分闸线圈动作，即可读出分闸线圈电压降。

（4）控制回路两点接地故障

断路器控制回路两点接地示意图如图12-1所示。

接地发生在B、E两点，C、E两点或D、E两点。当保护动作或操作控制开关进行分闸时，可能使继电器或分闸线圈电流回路被分流，不但造成断路器拒分，而且会引起电源短路，造成熔体熔断，同时有烧坏继电器触点的可能。为监视直流回路的绝缘状态，直流母线都设有经过切换的直流绝缘检测装置，即用直流电压表分别测量母线正极对地、负极对地的电压。当发现有接地现象存在时，应根据运行方式、操作情况、气候影响判断可能接地的处所，采取拉路寻找、分段处理的方法，以先信号和照明部分后操作部分、先室外部分后室内部分的原则进行。在切断各专用直流回路时，切断时间不得超过3s，不论回路接地与否应合上。当发现某一专用直流回路有接地时，应及时找出接地点，尽快消除问题。

为减少因直流系统二次回路绝缘电阻降低而发生接地，对安装和运行中的二次回路接线及继电器绝缘电阻，每年春季应进行测试。其绝缘电阻值标准如下：

1）新安装和定期试验时，应对全部接线回路用500V绝缘电阻表测定绝缘电阻，其值应不小于1MΩ。

2）单个继电器在新安装时或经过解体检修后，应用500V绝缘电阻表测定绝缘电阻，其全部端子对底座和磁导体的绝缘电阻应不小于50MΩ；各线圈的绝缘电阻应不小于10MΩ；各线圈对触点间的绝缘电阻应不小于50MΩ。

3）在定期试验具有几个线圈的中间继电器时，应测试各线圈间的绝缘电阻。

4）继电器在新安装和经过解体检修后应进行耐压试验。继电器的导体对金属底座部分，应能耐受交流试验电压1000V，时间为1min。允许用2500V绝缘电阻表测定绝缘电阻来代替交流耐压试验，所测绝缘电阻应不小于20MΩ。

5）进行绝缘电阻测定或耐压试验时，必须将不能承受高电压冲击的元器件如电容、整流器件等从回路断开或将这些元件短路。

6）在断开其他所有连接支路时，直流小母线和控制盘电压小母线应不小于10MΩ。

7）二次回路的每一支路和断路器，隔离开关操作机构的电源回路应不小于1MΩ。

8）主操作回路、保护回路和500～1000V直流发电机的励磁回路应不小于1MΩ。

9）在比较潮湿的地方，②③两项的绝缘电阻允许降低到0.5MΩ。

10）新安装的元件的平均绝缘电阻参考值见表12-2。

表12-2 绝缘电阻参考值

对二次回路及设备绝缘电阻的测定，一般应用1000V绝缘电阻表；对电压低于24V的回路（如晶体管保护电路等）应使用电压不超过500V的绝缘电阻表，亦可用万用表的10K档。

2.断路器分闸线圈故障

（1）分闸线圈断线

一般控制回路都设有断路器运行监视回路，即装设断路器合闸位置指示灯。分闸线圈断线将导致红灯RD不亮，很容易被发现。

（2）分闸线圈匝间短路(www.xing528.com)

分闸线圈发生较少匝数之间短路，轻者分闸时因分闸线圈铁心磁势可能有所下降而使断路器拒分，重者因短路点发热最终造成线圈烧坏。较多匝数之间短路，除发生上述情况外，红灯亮度还会略有增加，分闸时还可能造成控制回路熔体熔断。

（3）分闸线圈最低动作电压整定过高

分闸线圈动作电压在额定电压的30％～65％时应能可靠分闸。不可随便提高最低动作电压，否则易导致断路器拒分，最终还会造成分闸线圈烧毁。

（4）分闸线圈烧毁

断路器控制电路一般都装有跳跃闭锁继电器，依靠跳跃闭锁继电器来防止跳跃现象的发生。无论是控制开关还是由保护装置去跳闸，电源电压加到分闸线圈上的同时，与其串联的跳跃闭锁继电器的电流线圈也被激励，其自保持触点闭合实现自保持，直至断路器动、静触头分断后，串联在分闸线圈回路的断路器辅助触点才断开，以确保可靠分闸。断开断路器辅助触点的目的是为了分闸线圈实现短时通电，若这种情况下因故断路器辅助触点未能正常断开，无法切断自保持回路，则分闸线圈就会因长期通过大电流而被烧毁。由于分闸线圈是按短时通过大电流设计的，对于220V的直流电源，分闸线圈的电阻值是88Ω，220V电压全部加在分闸线圈上将有2.5A的电流通过，即分闸线圈的额定电流就是2.5A。对于110V的直流电源，分闸线圈的额定电流为5A。所谓通过大电流，其大小就是指通过分闸线圈的电流接近于分闸线圈的额定电流。如果值班人员没有及时发现并处理，分闸线圈将发热直至烧毁。同时会造成跳跃闭锁继电器的电流线圈及其自保持触点、保护出口继电器触点等分闸回路电器元件被烧坏甚至烧毁。实际运行中，断路器辅助触点未能正常断开的原因很多，如由于断路器辅助触点成扇形结构，当断路器接触行程调深，断路器分闸后，其辅助触点就会断不开或断开过慢。又如由于操作机构调整不当，机构卡死，造成断路器辅助触点断不开。显然，很多原因致使断路器拒分必然导致辅助触点拒断。总之，对具有“防跳”功能的断路器控制电源，不管什么原因起动分闸回路，无论断路器是否断开，只要断路器辅助触点未能正常断开，分闸线圈将会被烧毁。

另外，分闸操作次数过多使分闸线圈温度太高也是烧毁分闸线圈的原因之一，所以应尽量避免频繁操作，在操作过多次使线圈温度超过65℃时应暂停操作，待线圈温度下降到65℃以下时再进行操作。为减少上述故障，应重视检修和维护工作，其主要内容如下：

1）要定期对断路器电磁机构进行检修和维护保养。在春、冬两季到来之前，要进行一次转动机械部位的清扫及连接部位的螺钉紧固检查，并注入润滑油。

2）在每年的春检工作时应对分闸线圈作动作电压试验。检验动作电压在额定电压的30％～65％时能否可靠分闸，保证整个电气回路的正确及操作机构的灵活和可靠性。

3）检查分闸机构的脱扣板间隙是否符合要求，如果分闸电磁铁因无冲程而全被压死，则使得分闸动作所需的电压升高。

4）断路器辅助开关传动机构应无变形、卡阻，连片的固定螺钉应无松动、脱落，触点接触可靠到位，无氧化、油污现象，以保证分闸时可靠动作。

对实际运行中经常发生的断路器分闸线圈被烧毁的情况，除加强检修和维护工作，以减少故障率外，用户还可针对控制分闸回路存在的问题进行改进。例如：根据一般断路器的控制接线原理图，将其中的跳跃闭锁继电器KCF的另一常开触点KCF₄与一只具有延时动作触点、遮断容量为5A的中间继电器2KM串联。改进后的断路器控制回路接线示意图如图12-3所示。

当分闸线圈通电动作时，KCF电流线圈也动作并自保持，其KCF₄闭合，2KM通电，但其所有触点都延时动作。在延时期间，若分闸完成且断路器辅助触点QF₂正常断开，KCF电流线圈失电，其KCF₄返回，2KM失电。若此时断路器辅助触点QF₂不能正常断开的时间超过了KM的延长时间，则串联在分闸回路的常闭触点2KM₁、2KM₂断开，以避免分闸线圈因通大电流时间过长而烧毁。同时常开触点2KM₃闭合自保持，通过两对2KM的延时闭合的常开触点分别接通灯光预告信号回路和音响信号回路，SB为闭锁解除按钮。中间继电器的2KM₁、2KM₂两对触点并联后串联于分闸回路，其目的是增加分闸回路的可靠性，故每个触点的遮断电流容量应不小于5A。为使分闸有充分的时间，中间继电器所有触点的延时时间应等于或大于800ms才能完全躲过断路器的分闸时间。

3.断路器分闸铁心故障

（1）电磁操动机构分闸铁心上移后不复位故障

断路器电磁操动机构分闸前就已经上移，且上移后不能复位，即铁心没能回到正常位置。分闸时，分闸铁心行程不够，导致作用于连板的冲击力不足，从而造成断路器拒分。分析结果表明，可能有以下几种原因：

图12-3 改进后的断路器控制回路接线示意图

1KM—合闸接触器 KCF—防跳继电器 KOM—保护出口中继 2KM—中继 LT—跳闸线圈 HR—红色信号灯 HG—绿色信号灯 SB—信号解除按钮

1）断路器在运行过程中，由于振动等原因，导致铁心上移。

2）在分闸过程中控制回路的电压偏低或操作人员操作不到位，使分闸铁心有上移动作，但没有完成分闸。

3）由于分闸铁心具有较大的剩磁，铁心与铁顶杆产生较大的电磁力，铁心被吸住，造成铁心上移后不能复位。

4）因流过分闸线圈的电流过大，使分闸线圈产生的电磁力造成铁心慢慢上移且不能复位。

某变电站10kV线路发生故障，速断保护动作，断路器拒分，越级到母联开关保护动作，母联开关分闸，扩大了停电面积。事故后，经检查分析，发现该线路断路器分闸线圈的铁心已经上移了一段距离，分闸铁心行程不够，实测行程为16～18mm，而检修规程规定，分闸铁心的行程为33～34mm。由此推断，保护动作后分闸铁心作用于连板的冲击力不足，从而造成了正常分闸和线路事故情况下的断路器拒分。线路正常情况下，如果电磁力作用使跳闸铁心慢慢上移到一定位置，一旦发生事故需要断路器分闸时，断路器拒分就不可避免。在试验过程中，明显感觉到作用在铁心上的电磁力比较大，说明运行监视回路电流比较大，即监视断路器分合状态的红灯RD及电阻R分压偏小，而分闸线圈长期分压偏大，因而产生的电磁力使分闸铁心慢慢上移，因该电磁力长期存在，分闸铁心保持在上移后的位置不会复位。对于此种故障，可以对运行监视回路进行改造，用提高红灯RD的额定电压、增大分压电阻阻值的办法就可解决。替换后，运行监视回路电流大大减小，对分闸铁心进行试验时，几乎感觉不到电磁力的作用。再将铁心轻轻托起到任一位置后松手，铁心马上回到原来的位置，不再像改造前那样，托起后松手，铁心保持在托起位置而不能复位。这说明改造后能确保铁心的行程和作用于连板的冲击力，消除了事故隐患，避免了拒分现象的发生。

对该类事故的处理方法如下：

1）可考虑将铁心改用不易产生剩磁的不锈钢或将铁顶杆改成黄铜杆，但黄铜杆必须与铁心用销子紧固，避免松脱。

2）检查分闸线圈，找出断路器在运行过程中分闸线圈仍然不正常带电的原因或降低分闸线圈在运行中的分压。

3）测量分闸铁心顶杆冲击间隙应大25mm，间隙过小分闸时无冲击力。

通过上述检查和处理，使铁心不论由于什么原因上移后都能顺利复位。

（2）分闸铁心卡涩故障

分闸铁心卡涩往往是由于铁心的铜套变形，或铁心与铜套间有油垢阻塞所造成。所以检修时应检查分闸线圈内铜套有无严重磨损开裂，铜套内应无灰尘、油泥等脏物，转动和起落分闸铁心，不应有卡涩现象。