CD型操作机构合闸控制电路的改进设计

2010-06-23甘永忠

电气技术 2010年4期

甘永忠

（兰州铁路局兰州供电段，兰州 730020）

1 引言

在高压开关设备的发展过程中，由于CD型电磁操作机构其结构简单、工作可靠，曾经是开关设备中主要且通用的一种断路器操作机构。目前，在铁路供电设备中，建成较早的变配电所仍有相当数量的开关使用该型机构，且大多与贯通、自闭等行车电源线路相关。该型机构投入运行的时间普遍较长，设备普遍存在老化现象，在合闸过程中如果有机构工作状况不良致使合闸不到位，均容易使该机构的主要部件合闸线圈（下称合圈）烧损，从而影响设备运行和正常供电。

2 故障原因分析

CD型电磁操作机构在合闸时，合圈中通过100A左右的大电流，线圈中产生强大的电磁力推动合闸顶柱使其产生强大的冲击力，利用该冲击力推动合闸机构传动部分达到合闸位置，并利用四连杆机构使其保持合闸位置。

在设备普遍老化的情况下，目前管内该型操作机构合闸控制电路设计均容易出现图1所示问题。出现该问题的根本原因是合闸启动后，由于自保持电路的存在，合闸控制电路除了依靠辅助开关转换来使其断开以外，没有其他后备保护措施，只要辅助开关不断开，就容易发生合圈烧损的故障。这要求蓄电池保持良好的性能，合闸机构和辅助开关有较高的可靠性和准确地配合，但设备在长时间运行后这些方面往往都有所下降，在设备数量众多、管理分散的情况下，仅靠检调并不能绝对保证其性能，因此有必要采用其他措施从根本上来防止合圈烧损的故障。

图1 合圈烧损原因分析图

3 解决方案分析

通过故障原因分析，要从根本上解决合圈烧损故障，就要求合圈在任何情况下都不能长时间受电，就是在合闸启动后，不论合闸成功与否，在正常合闸时间后的一定时间内，强制使合闸控制回路断开并返回，从而断开合圈电源。从上述原理出发，本文设计了一种具有延时强制断开合闸回路保护功能的合闸控制电路。

3.1 合闸控制电路原理

合闸控制电路原理如图2所示，在合闸控制回路中增加一个时间继电器（SJ），作为延时强制断开合闸回路的保护电路（图中虚线部分），合闸启动时，同时启动 SJ，如果机构各部件工作正常，则节点DL先于节点SJ断开，使HC失电，合闸回路正常返回，如果机构工作不正常，节点 DL没有正常断开，则SJ节点在适当的延时后断开，使合闸回路强制返回，从而对合闸线圈起到保护作用。SJ的延时时间要大于机构固有合闸时间，以确保机构正常合闸，但过大则容易导致合圈烧损，按照断路器配置电磁操动机构的参数要求，通常合闸时间为不大于0.2s，故SJ设定为0.6s即可满足要求。

图2 合闸控制电路原理图

3.2 电路改造方案

不论是继电保护装置还是微机保护装置，对原来的合闸控制电路进行相应的改造都比较容易实现，为了不在保护装置与合闸接触器之间增加新的电缆，时间继电器就近安装在保护装置附近最为合理。在此选用导轨式安装的DHC19型时间继电器，工作电源 AC/DC∶100～240V，时间设定范围0.06～99s，节点容量3A，改造方便且美观。