CANDU6 核电机组中压断路器在运行中的常见故障及处理方法

程 汉

（中核核电运行管理有限公司运行五处，浙江 嘉兴 314000）

0 引言

断路器在操作中出现故障，不仅会威胁到人身安全，蛮力和错误的操作方式还会导致设备故障，影响设备的安全稳定运行。 本文结合笔者多年的操作经验，通过调查和研究，找到了中压断路器在年限的增加、设备老化及操作方式错误等因素下导致的各类故障，以及故障的应对措施，使其他操作员在今后面对相同断路器时能及时有效地处理各类故障。

1 中压断路器的重要性及运行要求

中压真空断路器一般情况下至少必须满足下列要求：

（1）具有足够的绝缘耐压水平；（2）能够连续的传输足够大的负荷电流；（3）具备多次安全开断系统最大三相直接接地故障电流的能力；（4）能够安全承受大功率马达负荷启动电流的冲击。

本文所说断路器为Cutler-Hammer 设计生产的VCP-W 系列真空断路器。

2 VC P- W 系列真空断路器的逻辑连锁介绍

2.1 额定功率连锁（型号连锁）

某额定功率的断路器只能推入具有同等额定功率的开关柜断路器小室，这就可以避免因为误用小容量断路器引起的频频跳闸。 后经优化和改造，在每一个断路器上都标识了该断路器的名称，防止同等功率断路器的混淆使用。

2.2 检修连锁

如果断路器已“合闸”且合闸弹簧已“储能”，那么断路器在“试验”位置由内向外移出时，此连锁会使断路器先跳闸、后合闸、再跳闸，最终使断路器处于“跳闸”且合闸弹簧已“释能”的状态；反之，已“合闸”且合闸弹簧已“储能”的断路器在由外向内移到“试验”位置后，此连锁也会使断路器先跳闸、后合闸、再跳闸，最终使断路器处于“跳闸”且合闸弹簧已“释能”的状态。 这样可以保证通过“试验”位置的断路器处于安全状态，从而保障了人员的安全。

2.3 摇柄连锁

如果断路器在“试验”位置且已“合闸”，那么插入摇柄会使断路器自动跳闸，这样可以避免把已合闸的断路器摇入“工作”位置。 这样的错误操作将严重违反“先合隔离刀闸后合断路器” 的送电原则， 可能造成“带负荷合隔离刀闸”的严重事故。

2.4 正连锁

如果断路器在“工作”位置且已“合闸”，那么摇柄将不能插入，这可以避免摇出已合闸的断路器。这样的错误操作将严重违反“先断断路器后断隔离刀闸”的停电原则，可能造成“带负荷拉开隔离刀闸”的严重事故。

2.5 负连锁

如果断路器处于“试验”与“工作”位置之间，断路器将不能被机械合闸。

2.6 位置合闸连锁

如果断路器处于“试验”与“工作”位置之间，断路器将不能被机械合闸。 这保证了断路器在小室中移动过程的人员安全，也避免了把已经合闸的断路器摇入“工作”位置（这样的错误操作将严重违反“先合隔离刀闸后合断路器”的送电原则）。

2.7 位置拉出连锁

如果断路器在“工作”位置，断路器拉手将不能完全拉起。

2.8 延伸导轨连锁

如果延伸导轨没有正确就位， 断路器将不能从“试验”位置拉出。

3 运行操作及巡检中遇见的常见故障及处理方法

3.1 断路器操作小车故障及处理方法

3.1.1 断路器操作小车的故障及原因

将断路器从冷备用改为检修位置，操作小车吊臂容易松脱。 原因：断路器操作小车的吊臂与小车本体之间是用紧固螺栓连接的（见图1），长期使用可能导致螺栓松动，由于断路器的重量和晃动，可能导致吊臂松脱使断路器跌落。

图1 操作小车挂钩

3.1.2 断路器操作小车故障后的处理方法

处理方法： 在断路器操作小车上粘贴提醒标签。在操作前一定要仔细阅读此类提醒标签；如发现小车螺栓松动等此类故障， 应及时用扳手将螺栓紧固处理；如没有合适工具时，应要求操纵员通知维修人员用专业工具协助处理。 另外，在观察新员工操作断路器小车过程中发现，大部分操作人第一次都会将吊臂的“U”形开口方向弄错，导致无法正常起吊断路器，此行为极有可能损坏断路器。 正确方式应该是保证“U”形吊臂的开口朝向操作人员。

3.2 断路器储能电机无法停运的故障

3.2.1 断路器储能电机无法停运的故障及原因

执行断路器传动试验。 开关合闸后，储能电机时运行且无法停运。 原因：断路器合闸后，储能弹簧释能，储能电机所在控制回路的储能到位限位开关触点LS1 闭合，接通控制回路，储能电机开始工作；当合闸弹簧储满能量后，LS1 被凸轮带动弹性接触片进行断开动作，储能电机停止工作。 储能电机不停止的原因是在弹簧储能结束后LS1 未能断开，导致储能回路一直带电。

3.2.2 断路器储能电机无法停运的处理方法

处理方法：此情况下应及时断开断路器的合闸熔丝将其停运，然后通知维修电气继保人员检查。

3.3 断路器由冷备用改为热备用过程中摇柄无法正常驱动的故障及处理方法

3.3.1 断路器由冷备改为热备过程中摇柄无法正常驱动的故障

将断路器由冷备用改热备用操作时，摇柄插入摇孔后一直摇动摇柄却不见断路器向柜内移动。 原因：断路器丝杆上的驱动块不在丝杆的最外端。

3.3.2 断路器由冷备改为热备过程中摇柄无法正常驱动的处理方法

处理方法：在将断路器本体吊入开关柜前，应检查驱动块位置，如有需要，将驱动块摇到丝杆最外端。

3.4 断路器无法正常拉出或推入开关室的故障及处理方法

3.4.1 断路器无法正常拉出或推入开关室的故障及原因分析

将断路器从冷备用改成检修位置时，断路器无法从试验位置拉出到延伸导轨上。 原因有两点：（1）断路器小车的车轮间距和开关柜底盘左右两侧的轨道间距尺寸过于接近；（2）断路器小室内的“止退机构”（见图2）出现两个挡片分离现象（有时销钉脱落、有时挡片变形），连锁机构无法正常动作。

图2 止退机构

3.4.2 断路器无法正常拉出或推入开关室的处理方法

处理方法：第一种故障，切不可蛮力操作，应暂停工作，联系有工具的维修人员协助处理，判断具体原因。 第二种故障，需判断新增加的止退机构的替代产品是否动作正常。

3.5 典型紧急故障及处理方法

3.5.1 典型的紧急故障

还有一些典型的紧急故障，此类故障下典型操作远远不能满足要求。 如在机组瞬态响应期间或紧急操作情况下出现下列故障。

（1）主控室盘台的手动开关（HANDSWITCH）卡死。

（2）失去48 伏直流和/或220 伏直流电源。

（3）就地跳合闸继电器3TR/3C（见图3）拒动等。针对具体情况，应该仔细斟酌考虑应急措施。 正确及时的对此类故障进行处理。

图3 3C 及3TR 继电器

3.5.2 典型紧急故障下的处理方法

下面就几种典型紧急故障应对措施进行说明。（1）由于控制盘台手动开关失效或失去48V 直流电源或48V 直流回路故障，需要现场人员手动分合闸断路器。 此时可采用以下任何一种方法进行操作：利用身上携带的水性笔芯等物就地触发3TR/3C （见图3）使断路器跳/合闸； 就地拨动出口闭锁继电器86 的黑色机械压杆，触发86 动作，直接启动跳闸回路使断路器跳闸， 然后将断路器控制选择开关HS-43 由“远方”（REMOTE）改为“就地”（LOCAL），接着再复位86 出口闭锁继电器。 （2）3TR/3C 继电器拒动或失去220V直流电源或220V 直流回路故障。 此时应该使用绝缘操作杆通过按压断路器本体前面板的跳/合闸按钮，使断路器机械跳/合闸 （操作时人员站在断路器侧面）。（3）断路器本体故障。 例如，断路器无法正常断开，此类情况下应根据情况判断此开关的上级断路器，并根据情况判断是否手动断开其上级电源。

4 结语

一般情况下，单个设备的故障只要充分了解和掌握其规律及原因， 就能够及时而有针对性地采取相应的措施对故障进行处理， 从而有效地降低故障率和故障造成的损失。 本文通过总结多年的现场运行经验、 查询相关文献和资料，总结了断路器因设备老化、可靠性下降或人因失误等原因导致的大部分故障，有理有据地对故障原因进行了分析，并针对故障给出了合理充分的处理意见，提供了识别和解决该类型故障的方法，从而有利于提高人员的故障应对能力、增强设备的可靠性，从而提高设备的安全性和经济性。