高压断路器开关机构储能二次回路缺陷的改进

李磊

摘 要：随着科学技术的大力发展，国家供电事业越做越好，提升给人们工作、生活上的保障，而繁重的电力需求让供电企业也时常分身乏术。虽然随着技术提升很多状况都得到了良好改善，但依然会经常发生显见的二次回路故障，二次回路故障几乎可以说是高压断路器在当下的主要故障。因此，笔者就此问题展开详细分析与论述，希望可以对高端断路器故障有所帮助，使其发生率有效降低。

关键词：高压断路器；开关；二次回路；改进

中图分类号：TM561 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）22-0128-02

Abstract： With the vigorous development of science and technology， the national power supply industry is getting better and better， to promote people's work and life protection， and the heavy demand for power supply enterprises are often divided into a lack of skills. Although many conditions have been improved with the improvement of technology， the secondary circuit failures still occur frequently. The secondary circuit faults are almost the main faults of high voltage circuit breakers at the present time， which can be said that the secondary circuit breakers are the main faults of high voltage circuit breakers. Therefore， the author carried out a detailed analysis and discussion on this issue， hoping to help high-end circuit breakers to effectively reduce the incidence of fault.

Keywords： high voltage circuit breaker； switch； secondary circuit； improvement

1 概述

1.1 高压断路器

高压断路器是非常重要的电气设备，它是用来进行高压电路电流切断与闭合的，对空载、负荷电流进行相关操作，而且每当发生故障的时候，它就会和自动装置配合在一起进行电力系统的保护，很快就将故障电流进行切断，不但将停电事故有效减少，还对电力事故起到抑制范围扩大的作用，对电力系统产生保障作用，使其安全有效运行。

1.2 二次回路原理

就电力系统来说，往往会根据电气设备的作用，进行一次、二次设备的划分，一次设备通常是进行电能直接分配、生产和输送的电气设备类型，具体来说以此设备主要有目前、电力变压器、隔离开关、发电机与电力电缆等，也是构成电力系统的主体部分，而二次设备，主要是指对以此设备进行工况监测和调节的设备，通常是按照不同的功能要求进行划分[1]。按照一定规则将二次设备进行连接，用以完成某种技术所要求的电气回路目标，这就是二次回路。按照我国相关固定，除了继电保护和自动装置回路以外的高压断路器，其在二次回路的结构组成上，都可分为两部分内容，一是控制回路，二是信号回路。一般情况下，控制回路的組成都是由断路器的传递、操作机构与控制开关共同组成，目的是为了在使用断路器时实现“分”、“合”两项操作。信号回路的主要包含部分则是信号继电器与发送机构，这两项结构的构成目的是为了对设备的一、二次工作进行反映。对于高压断路器上的操动机构来说，其机构有多种分类，例如弹簧机构、液压机构与气动机构等等，这些设备虽然在一次设备的动作原理上有所不同，但它们仍然可被分成三种二次回路种类，即信号、储能及操作回路[3]。

2 现场情况

笔者检修过的某变电站，其中有35kV的断路器N台，断路器的型号为真空型ZW-40.5，它在储能二次回路中采用的开关机构型号为3TH8244中间继电器。使用结果为经常会有储能中间继电器的损坏，最后造成异常情况的发生，有个别严重现象甚至造成合闸线圈被严重烧毁，这些必定会带来极大的危险隐患，阻碍电网的安全运行。根据储能回路原理的具体分析，笔者就实际检修经验，结合现场事故情况展开具体讲解，并根据现场情况进行故障原因分析。

2.1 原因分析

中间继电器经常损坏这一现象，在最初时，是没有引发足够重视的，普遍认为这种故障现象的发生原因即是继电器质量欠佳造成，所以，厂家就继续用购买的新中间继电器进行了更换使用[4]。然而又过了不到半年时间，依然会有损坏现象发生，这时开始仔细进行了中间继电器的观察，通过观察发现，这些所有损坏掉的中间继电器都有一个相似点，即线圈外表皮部分的颜色都有变绿现象发生。后继续用万用表测试开路状态，然后解刨线圈，发现中间继电器的主要损坏部位，主要都在接头处，已经因为严重锈蚀关系长出了铜锈，保险与引出线也已经脱落，最终造成开路故障，从解刨中还得出，线圈也不是由于质量欠佳而被烧毁的，主要是因为其因为长期受到潮湿环境的影响，受潮而导致，一方面是因为环境影响，一方面则是因为处于长期失电状态下的线圈，由于接头比较薄弱，且温度低，就会从大气环境中吸潮，最终产生锈蚀。

具体的开关储能回路接线图如1所示。储能行程开关CK1控制着中间继电器ZJ，机构一旦遇到问题失能，CK1闭合，ZJ在得电后进行储能的启动，结束储能以后CK1断开，ZJ 失电。由于ZJ 在工作上时间较短，长时间不进行开关操作的话，中间继电器就无法得到接触电励磁的机会[5]。另外这个回路图，还有其他缺陷：如果合闸回路采用的是ZJ的常闭触点ZJ2，那么当ZJ有了线圈损坏现象之后，就会有失电现象产生，ZJ2闭合。那么就算这个时候储能不存在，合闸回路的状态依旧是导通着，那么这个时候再对合闸进行相关操作，就必然会使线圈被烧毁。所以根据以上综合情况总结，中间继电器被损坏，都是因为其开关是安装于户外，环境不符合运行要求，加上继电器线圈长期离磁，线圈接头就很容易因为受到潮氧的影响，而产生或脱离或锈蚀的问题。

2.2 解决办法

2.2.1 方案

方案一：使用除湿装置置入机构箱内，通过对运行环境的改善，来进行线圈接头处氧化控制。方案二：原有储能开关机构由于继电器工时较短，在防潮方面十分不利，现将储能中间继电器进行改进，使其变为长时工作制，这样便通过进行线圈自身的改造，使其增加励磁温度从而得到良好的受潮防治。方案一虽然也可以进行机构箱温度的提高，从而改进工作状态，但是因为开关机构通常都是半密封形式的，不利于运行维护，而且除湿装置本身就不具备很高的可靠性，还是无法使问题得到根本解决，而且，如果有继电器损坏现象发生，机构是无法得到储能的，但合闸确是依然导通的状态，这样很容易就在合闸时将继电器烧坏，风险较大[6]。方案二是进行继电器工作模式的更改，利用常闭辅助接点 CK2进行对继电器的控制，进行储能开关后，ZJ的状态就是长期有电，然后继电器线圈就会在长期通电的情况下，保持一定温度，温度可以有效防止受潮，这样改进的好处在于，操作简单，没有任何额外投资费用，倘若中间继电器没有发生损坏，开关合闸必定会保证回路的状态为断开，这样便可以让线圈得到良好的控制，从而规避掉烧毁风险。所以方案二是最好的实施对策。

2.2.2 实施

通过上述改进方案，对开关储能回路进行了接线改进，更改后的回路接线图如2所示：

进行改造后的储能继电器，CK2进行ZJ的励磁控制，倘若开关处于失能状态，ZJ也会一起跟着失电，ZJ的ZJ3触点闭合，进行电动机动作的储能，当设备的机构进行完储能以后，CK2闭合，进行 ZJ的启动，而且机构的储能回路会在ZJ3的作用下启动，ZJ4将合闸回路的状态进行改变，使接通线路闭合。储能后，ZJ就会得到长期励磁，长期通电下的继电器线圈，便会在受潮方面得到良好改善，具有更好的防潮性[7]。而且经过改进以后，由于继电器是处于长期带电的状态，所以一切工作都变的比以往更好，很少会有异常情况发生。这种改进方法，除了可以使得中间继电器更好的防止受潮，还有其他优点，即投资少，节省了大量的物力和财力，且没有储能或受到损坏时，开关处于断开合闸状态，可以更好的防止线圈被烧毁，进行改造后的开关机构储能线路，对故障问题的解决属于彻底性，可以从根本上解决合闸线圈损烧、储能异常多发故障，从根本上对电器进行保护，弥补了电器被经常性损坏的巨大缺陷，为变电安全带来更大保障。

3 结束语

作为我们平日的常用设备，高端断路器的平稳、安全与否，时刻的影响着电网的工作效益和状态，与之息息相关。对于二次回路故障，一直以来都是在进行高压断路器的加强维护，提高检修力度，这只是补救措施中的一个方面，笔者于本文进行的故障改进措施分析和总结，是可以进行对二次回路问题的故障解决，从解决行程开关问题开始，从根本上有效降低设备发生故障的记录，且这种改进方法十分的有效，非常适合用于老式行程开关设备中。

参考文献：

[1]程延远，杨选怀，苏晓，等.基于拓扑分析的二次回路仿真算法研究[J].陕西电力，2013，14（01）：36-39.

[2]阿孜古丽·苏皮，热彦古丽·吐拉克.升压站继电保护系统二次回路原理研究[J].科技创新导报，2014，11（03）：15-18.

[3]陈宇晖.电流互感器二次回路检测方法的探讨[J].贵州电力技术，2015，9（11）：51-58.

[4]杨雪.互感器二次回路降压对电能计量的影响以及整改措施[J].中国高新区，2016，8（05）：90-93.

[5]陈雷.继电保护相关二次回路的在线状态检测技术[J].城市建设理论研究（电子版），2016，2（12）：20-26.

[6]蒋毅阳.對二次回路故障的具体研究[J].电力科技，2017，23（11）：51-53.

[7]李瑞军，李波涛.浅析电流互感器二次回路[J].黑龙江科技信息，2017，11（08）：66-68.