一起高压断路器分合闸线圈动作电压不合格问题分析及处理

2015-11-21付炜平贾志辉范晓丹李江龙

河北电力技术 2015年2期

付炜平，贾志辉，范晓丹，李江龙

（1.国网河北省电力公司检修分公司，石家庄 050070；2.国网河北省电力公司，石家庄 050021）

高压断路器动作电压合格，一方面可以避免当二次直流系统在绝缘降低、高阻接地及强电磁场干扰等情况下，可能在断路器分合闸线圈两端引入暂态直流电压，引起断路器误动作；另一方面可以保证二次直流系统容量不足时断路器的可靠动作。因此，断路器动作电压是断路器操动机构机械特性的一项重要内容，对保证断路器安全稳定运行具有重要意义［1］。

1 高压断路器动作电压不合格问题

2014年3月，河北省南部电网某500kV 变电站进行500kV 断路器动作电压试验时，发现该断路器分合闸线圈动作电压为40～45V（见表1），不满足DL／T 393－2010《输变电设备状态检修试验规程》中“当电源电压低至额定值的30%时不应脱扣”的要求。试验采用HD410开关测试仪、万用表。

表1 断路器分合闸线圈动作电压及直流电阻

该断路器为500kV HGIS设备，设备型号为T115－CB，配用HDS 型液压机构，分合闸操作电源为DC 220V。现场检查设备外观良好，储能情况正常。

2 高压断路器动作电压影响因素分析

分合闸线圈是高压断路器操动机构中的重要元件之一，从能量角度看，其作用是把来自电源的电能转化为磁能，通过动铁心的动作，撞击液压机构的控制阀，使阀门打开从而造成断路器完成分合闸操作［2］。

式中：I为冲量；F为作用力；t为时间。

式中：S为行程；a为加速度；t为时间。

由式（1）、（2）和加速度公式F＝ma（其中，m为铁心质量）可得冲量

根据电磁铁原理，线圈电磁力

式中：N为线圈匝数；U为线圈电压；R为线圈电阻。

由式（3）、（4）可得：

由于撞击机构的控制阀门冲量是一定的，铁心质量是一定的，对于运行状态高压断路器，其分合闸线圈匝数一般也不会发生变化，因此运行状态高压断路器，其动作电压主要影响因素为线圈电阻和铁心行程大小。

3 故障原因及处理措施

现场检查分合闸线圈无烧损现象，电磁铁的铁心行程不可调整。测量线圈直流电阻均在45～48Ω（见表1），而且分合闸控制回路中没有串联电阻，而通常国产500kV 断路器分合闸控制回路电阻值均在100Ω 左右，进口500kV 断路器分合闸控制回路电阻值均在200Ω 左右。因此，判断造成该型号断路器动作电压不合格问题的原因为线圈直阻选取过低所致［3］。

随后，现场检修人员对断路器分合闸线圈进行了更换，再次进行动作电压及直阻试验，试验结果见表2。