一起辅助开关接触不良造成断路器故障的原因分析及防范措施

杜林 邹晓舟

摘要：针对一起辅助开关切换不良导致断路器发生故障的事故，经分析是辅助开关设计缺陷导致设备发生故障，据此提出了有针对性的预防措施，对于保证断路器的正常运行具有重要意义。

关键词：辅助开关;断路器;接触不良

0 引言

断路器运行正常与否直接影响着电网的安全稳定运行，高压断路器一般都设置多个辅助节点，在二次回路通过辅助节点反映断路器的分合位置，实现对断路器的自动控制。辅助开关分合不到位会引起断路器跳跃（断路器跳跃是指断路器反复分合闸）、控制异常，触点长时间带电甚至烧毁分合闸线圈。随着近年来辅助开关制造水平、安装工艺、运行环境等因素的变化，辅助开关接触不良现象时有发生。

1 设备概况

南方电网区域110 kV甘田变电站于2014年6月投运，该变电站一期110 kV气体绝缘金属封闭开关（GIS）设备型号为ZFW20-126，由新东北电气集团高压开关有限公司2014年3月生产，配置了2个沈阳东牧电器制造有限公司生产的F9-24I1W2辅助开关。根据南方电网公司的《电力设备检修试验规程》（Q/CSG 1206007—2017），110 kV GIS设备B1修（含断路器机构检查、辅助开关检查等）周期为6年，该GIS间隔计划于2020年5月停电检修，至故障发生时，未开展过停电检修，断路器共分合闸72次，其中带负荷分合闸17次。

2 故障经过

2019-12-06T17：29，在110 kV树果变电站投运过程中，110 kV甘田变侧110 kV甘树线零序三段保护动作后，102断路器跳闸，随即甘树线线路保护装置发控制回路断线，断路器不能正常分合，监控后台显示102开关位置通信中断，但汇控柜和智能终端断路器位置指示已正常变位。

3 处理经过

2019年12月6日，检修人员立即对缺陷进行检查与处理，检查发现智能终端上多对断路器常闭节点未导通，进一步检查发现断路器本体的其中一个辅助开关切换不到位（图1），固定辅助开关的长杆螺母松动、指针松脱（图2），现场紧固松动螺栓后，发现辅助开关切换过程中仍然存在较大虚位，不能正常切换，确认辅助开关内部已变形，需更换辅助开关。

2019年12月13日，该站运行人员联系新东北电气公司售后服务人员对甘树线102断路器操动机构辅助开关进行了检查更换。更换辅助开关后，手动、电动分合机构均正常，无卡滞，触点切换正常，恢复设备正常运行。

4 故障原因分析

断路器操动机构的辅助开关传动结构如图3所示，断路器分合闸操作时，通过拐臂、连杆带动辅助开关触点切换。产品组装时，通过调节连杆长度，使辅助开关指针正确指示分合位置，如图2所示，确保辅助开关的触点在断路器分闸位置（或合闸位置）能够可靠接触。断路器操动机構所用辅助开关型号为F6-24Ⅱ/W2，由24极叠加组成，通过2根长螺杆将其固定。根据现场检查状况可以确认，固定辅助开关的长杆螺母松动是甘树线102断路器机构辅助开关触点切换不到位的原因。固定辅助开关的长杆螺母松动，不能将辅助开关各极夹紧，在断路器分合闸操作时，辅助开关极片传动，触点不能可靠接触，接点不到位，导致线路测控装置显示断路器未变位。

检修人员更换新的同型号辅助开关，对辅助开关解体后，发现辅助开关内部切换机构移位、有轻微变形，如图4所示。该缺陷是由于装配工艺不良，固定螺栓在开关分合闸过程中受振动影响逐渐松动，引起辅助开关内部机构在切换过程中受力不均，造成受力机构变形、移位。

5 暴露的问题及防范措施

5.1    辅助开关扇形盘固定销设计不合理

检修人员通过对备用设备进行多次调试发现：扇形盘固定销设计成斜面，不是凹槽，造成辅助开关的弹簧不能有效固定，在辅助开关切换过程中受切力作用造成弹簧逐渐滑动，最终造成受力机构变形、移位，将导致断路器辅助开关不能正确动作。因此，更换带有凹槽的固定销，可有效防止辅助开关切换过程中因受切力造成弹簧逐渐滑动，防止受力机构变形、移位。

5.2    辅助开关大轴螺丝短

检修人员通过对备用设备进行多次调试发现：大轴螺丝长度太短，导致辅助开关位移严重，直接导致了断路器辅助开关不能正确动作，大轴螺丝太短，是导致辅助开关转动角度不够的直接原因，也将直接导致断路器发生分合故障。因此，更换长度更长的大轴螺丝，将单螺帽改为加装弹簧垫的双螺帽，可有效防止辅助开关切换过程中螺丝松动的问题。

6 结语

辅助开关是断路器的重要组成部分，辅助开关正常工作与否直接影响断路器的安全运行。电力系统中因辅助开关自身故障引发的故障并不多，但仍然值得引起人们的重视。本文针对一起辅助开关切换不良导致断路器发生故障的真实案例，经分析是辅助开关设计缺陷导致设备发生故障，强调扇形盘固定销和大轴螺丝固定方式对辅助开关可靠运行的重要性，各设备制造公司和用户应重视断路器辅助开关的设计合理性和安装工艺的可靠性。

[参考文献]

[1] 王晓鹏，王东海.真空断路器辅助开关分合不到位问题[J].农村电气化，2017（8）：62.