合闸线圈

合闸线圈（通用8篇）

合闸线圈 篇1

防止ZN 28系列户内高压真空断路器合闸线圈被烧毁, 可采取下列措施。

(1) 定期检查辅助开关。如发现定位有偏差应及时调整, 确保切换动作及时、准确、可靠。

(2) 定期检查合闸接触器触点。触点烧损严重时应及时处理, 防止粘连。

(3) 电动合闸操作时, 合适掌握合闸位置停顿时间, 停顿1 s比较合适。时间太短的话, 可能合不上闸;时间长了, 起不到保护作用。

(4) 短时间内, 不要多次进行电动合闸。因为合闸时合闸线圈电流大线圈发热, 要留给合闸线圈必要的散热时间, 防止其过热。

(5) 加装合闸线圈保护电路。如在合闸线圈两端并联一只时间继电器, 将一对延时动作的动断触点串联在合闸回路中。时间继电器整定值应设定为1 s。

合闸线圈 篇2

三沪直流输电工程宜都换流站位于湖北宜昌市红花套镇，是三峡电力外送的枢纽变电站之一，输送容量为3000MW。宜都换流站交流场为室内GIS设备，电气主接线采用3/2接线方式，共有6串，本期设计6回500kV出线。其中，1回到水布垭电站，2回到江陵换流站，3回到三峡电站右岸。宜都换流站交流场GIS设备由瑞典ABB和新东北电气沈阳高压开关有限公司提供，由ABB负责现场安装。

2.分合闸线圈故障情况及处理过程

2010年12月，宜都换流站5023 GIS断路器合闸时，A相合闸不成功，B、C相合闸成功，系统发三相不一致报警，跳开B、C两相。

随后，检修人员对A相断路器储能机构进行泄压和排气，反复操作后故障仍偶尔出现。现场分析认为：ABB产HMB-8型操作机构的行程节点只有在断路器合闸之后才接通，启动储能电机储能，即该机构和合闸储能机构，由于其分合闸线圈机械弹簧存在家族性缺陷，无法正常回位，导致操作过程中不能将液压机构高低压油回路分隔开。在合闸过程中，一部分高压油通过分合闸线圈流回到低压邮箱，致使合闸回路断路器的高压油推动力不足，从而无法完成合闸操作。更换5023断路器A相两只分闸线圈后，故障消失，操作机构功能恢复正常状态。

3.分闸线圈故障原因分析和预防措施

断路器分、合闸线圈设计时都是按短时通电而设计的。分、合闸线圈的故障，一方面是机械故障原因，另一方面是由于跳、合闸线圈回路的电流不能正常切断，至使跳、合闸线圈长时间通电造成的。

3.1分闸线圈故障的原因

（1）分闸电磁铁机械故障。线圈松动造成断路器分闸时电磁铁芯位移，使铁芯卡涩，造成线圈故障甚至烧毁。或是由于铁芯的活动冲程过小，当接通分闸回路电源时，铁芯顶不动脱扣机构而使线圈长时间通电烧毁。

（2）断路器拒分。控制回路正常时，断路器出现拒分的故障均为连杆机构问题，死点调整不当，使断路器分闸铁芯顶杆的力度不能使机构及时脱扣，使线圈过载，造成分闸线圈故障。

（3）辅助开关分合闸状态位置调整不当。在断路器分合闸状态时，应调整辅助开关使其指示到标示的范围内，然而实际调整断路器开距和超行程等参数时，会改变断路器分合闸的初始状态，而辅助开关分合位置的初始状态未做相应的调整，将导致辅助开关不能正常切换分合闸回路而使分闸线圈烧毁。

（4）分闸控制回路辅助开关接点使用不当。分闸控制回路上接有一对延时动合接点，该延时目的是为了保证断路器在合闸过程中出现短路故障时能完成自由脱扣。然而，当断路器合闸时间极短，远小于断路器的分闸时间，断路器未来得及脱扣时就已合闸到位，此时，分闸控制回路的延时接点的延时作用将失去意义。相反，该延时接点在分闸过程中，由于辅助开关动静触头绝缘间隙较小，经常出现拉弧现象，频繁拉弧，久而久之使辅助开关的触头烧毁，继而引起分闸线圈故障。

（5）分闸回路电阻偏大。分闸线圈回路绝缘降低，或是线路过细造成电阻偏大，使得分闸回路电压有衰减，导致控制电压达不到线圈分闸电压动作值，分闸线圈长期带电，线圈故障。2014年4月，鉴于宜都换流站站GIS断路器出现的批次缺陷，厂家对6串GIS断路器的分合闸线圈共计162只进行了整体更换。新型号线圈除了机构进行优化完善之外，其电阻值由39欧姆调低为36欧姆。

3.2防止分闸线圈故障的措施

（1）固定好分闸线圈，经常检查分闸线圈的铁芯有无卡涩。年度检修期间以及停电期间，在分开断路器两侧隔离开关情况下，对开关进行若干次分合操作，如果出现三项不一致故障，及时进行检查和更换处理;

（2）在设计上视情况进行技术改造，即将分闸回路的延时动合接点改接为一对普通的常开接点，经常检查辅助开关的接点及辅助开关的拐臂螺丝，正确调整辅助开关的位置，使辅助开关与断路器分合闸位置正确、有效地配合;

（3）年度检修工作中，检查并调整断路器的连杆机构，判断断路器的自由脱扣是否正常，断路器的低电压动作试验是否在额定电压的30%-65%时可靠跳闸。

4.合闸线圈故障原因和预防措施

4.1合闸线圈故障的原因

（1）断路器机构故障。当断路器合闸控制回路正常时，断路器本体的内导电杆、传动连杆等卡涩，或是因为断路器操作机构连板配合不好，死点调得偏高，导致断路器拒合闸，使合闸铁芯过载，引起线圈故障。

（2）辅助开关位置不当。正常合闸时，断路器的合闸接触器的线圈回路与辅助开关的常闭延时接点串联，断路器合闸后，辅助开关接点自动切断合闸回路，辅助接点打不开或拉弧，合闸接触器通过重合闸回路或绿灯回路自保持，合闸线圈长时间带电而被烧毁。

（3）合闸接触器故障。断路器合闸时，由于合闸电流比较大，控制回路不能直接控制合闸线圈，只能通过合闸接触器间接接通合闸线圈。因此，当合闸接触器发生故障时，不能及时断开，使合闸线圈通电时间过长，线圈故障。另外，合闸接触器的线圈电阻变大，会使合闸接触器正常通电时吸合力度不够，主触点产生拉弧，久而久之，合闸接触器的主触点接触电阻增大，间接地影响断路器合闸线圈的励磁电流，使合闸线圈的励磁力度不足，铁芯不能正确动作，使线圈过载，造成线圈故障甚至烧毁。

（4）合闸电源容量下降，或者合闸回路电阻偏大，使合闸瞬间合闸线圈两端电压低于80%额定值。

4.2合闸线圈故障的预防措施

（1）加强合闸接触器的检查、维护。每次开关小修、周期大修都要对其进行检查动、静触头表面接触面积、接触压力等;

防烧毁合闸线圈的研制 篇3

1 合闸线圈烧毁的原因

经过综合自动化改造过的变电站, 其断路器通过远程遥控可以实现开关的分合操作。在实际运行中当断路器投入不成功时, 将可能发生遥控继电器接点带电分断的现象。由于合闸线圈为感性负载, 操作电源又多为220V直流电, 所以在这种情况下遥控继电器接点容易发生引弧烧毁。在当遥控继电器接点发生熔接粘连时, 由于长时间通电, 会引起合闸线圈烧毁。

2 解决办法

为了防止烧毁遥控继电器, 综合自动化厂家的解决办法是:如果合闸继电器触点带电则锁定继电器, 使其不动作, 用烧毁合闸线圈和操作保险的办法来保证遥控继电器等综合自动化设备的安全。

而笔者经研究试验, 提出改进的解决办法是在线圈内部安置温控元件PTC, 使合闸线圈可在操作电源不断电的异常情况下, 增加回路阻抗, 减小线圈中的电流强度, 从而保护线圈使其免于烧毁。图1是安装了温控元件 (PTC) 后合闸线圈剖面图。

3 原理说明

3.1 结构原理介绍

本成果结构简单, 它是在线圈内部安置一个温控元件PTC, 并将其串联在合闸线圈中, 当合闸线圈通电时间过长或线圈温度达到一定值 (但低于烧毁温度) 时, 温控元件温度上升, 电阻增大并闭锁, 此时将减小线圈中的电流强度, 阻止线圈温度上升, 从而保护线圈。

当引起线圈烧毁的故障排除后, 线圈两端电压消失, 数分钟后PTC元件温度下降, 合闸线圈的功能可以自行恢复, 为下一次合闸操作做好准备。其电路原理图如图2所示。

3.2 核心部件原理介绍

本成果的核心元件是正温度系数热敏电阻PTC。图3是这种材料的热阻曲线, 从曲线图可以看出, 温度超过居里温度 (拐点温度) 后, PTC热敏电阻阻值将急剧增大。

4 结束语

(1) 本成果成本低, 可靠性高、无触点, 寿命长, 可以有效解决合闸线圈烧毁的变电检修难题。经过1年多的实际运行测试, 可以将异常状态下合闸线圈烧毁率从100%降低到3%以下。

(2) 本成果的应用不需要改动变电设备原二次回路, 便能有效防止合闸线圈烧毁, 提高了检修人员的工作效率, 缩短了停电时间。

合闸线圈 篇4

事件过程:管道K输油站。当天进行1#主变系统的电气春检试验。按照工作安排, 试验人员完成对继电器元件的检测后, 进行最后一项传动试验工作。当值班员从后台监控机上执行合闸操作后, 开关场的试验人员看到主变的SF6断路器操作箱内的合闸线圈52C开始冒烟, 随即起火燃烧, 开关未合上, 合闸失败。

2 问题的分析处理

2.1 工作原理

K输油站为微机型的变电站综合自动化系统。变电所开关场为内桥式接线, 断路器为SF6断路器。配用弹簧操作机构, 操作机构型号CT15。

弹簧机构的合闸储能, 断路器合闸操作断路器合闸到位后, 限位开关33hb闭合, 磁力开关88M得电, 接通电机回路, 对合闸弹簧储能。见主变保护系统图电机控制保护回路:

即:88M线圈带电, 其电动机回路中的88M (1, 2, 3, 4) 动合接点闭合。储能电机回路接通, 电机运转, 带动合闸弹簧开始储能。

SF6断路器合闸后, 辅助开关52a/1, 52a/2组接点接通。

SF6断路器合闸储能到位后, 棘轮轴上的凸轮将使限位开关33hb打开, 即电机控制回路中的33hb接点由接通状态转换为断开状态, 辅助继电器88M线圈失电, 其合闸回路中的常闭接点88M (21, 22) 由接通状态转换为断开状态。从而切断合闸回路, 合闸线圈52C及时失电。见主变保护系统图

图中符号说明:

33hb:限位开关, 其与合闸弹簧状态关系;

48T:电机时间继电器49MX辅助继电器CJ X-10-05Z;

49M:电机热继电器LR1-D09308, 220V, 整定电流3.3A;

8M:电动机回路控制电源开关C45N2P;

88M:直流接触器CJ X4-329ZA220V。

2.2 故障原因分析

第一步:检测主控盘中的1PMC (201, 202) 元件的合闸出口接点烧毁。

第二步:理论分析。合闸出口继电器接点和合闸线圈的烧毁, 应该是系统的合闸回路通电时间过长导致元件过热, 超过承受能力, 进而起火燃烧的。线圈通电时间过长说明合闸回路一直处于导通的状态。这样的原因很可能就是在开关完成合闸动作后, SF6断路器操作机构的合闸回路并没有被及时断开。则图中合闸回路中的88M (21, 22) 和49M (31, 32) 及52b应处于接通状态。

接着用万用表实际检测, 测试的结果同判断一致。合闸回路中的88M直流接触器的动断接点处于闭合状态。

这说明:1) 在电机控制保护回路中的直流接触器88M线圈处于失电状态, 2) 88M线圈所在的回路是断开的。由此我们初步判断该回路中的33hb接点处于断开状态。同时造成合闸弹簧未储能。问题应该发生在行程开关上。

第三步:检测确认。打开SF6机构后盖板, 发现行程开关33hb接点接线螺丝已松脱。

至此以上分析判断判断正确, 整个故障过程原因如下:在前次合闸后, 由于行程开关33hb松脱故障, 造成合闸弹簧未储能。当再次进行SF6断路器的合闸操作时, 合闸回路长期导通状态, 合闸线圈52持续带电。直流接触器88M线圈因33hb断开而未得电, 常闭接点88M (21, 22) 仍导通状态, 未能及时断开, 起到保护作用。在后台机遥控合闸时, 1PMC (201, 202) 合闸出口接点容量较小, 其接点被烧毁接点粘结在一起, 系统的合闸回路长期处于导通状态, 最终导致66KV1#进线开关合闸线圈52C长时间通电过热被烧坏。

2.3 现场应急处理办法

1) 紧急关闭合闸线圈所在的控制电源。进行灭火处理。

2) 打开机构的后盖板, 紧固33hb行程微动开关。

3) 更换1PMC合闸出口。

4) 系统采用分列运行方式, 临时将母桥开关的合闸线圈拆下安装到烧毁的66KV1#进线开关机构内。

5) 清理机构部件, 重新进行回路测试。

6) 完成试验项目, 66KV1#进线开关分、合闸正常。

开关顺利及时的恢复送电运行。

3 试验方法改进意见

本次故障问题发生在传动试验过程中, 为避免由于个别元件的小功能性障碍造成较大的经济损失。

1) 针对SF6断路器的分合闸操作过程中存在较强的震动。在日常维护和定期检修时, 应增加对断路器行程开关等附件的检修和紧固工作。2) 传动试验前, 增加用万用表等工具测试跳合闸回路的完好性的工作。再确认回路完好后, 再进行传动试验。

摘要：本文所述的型号为LW9-72.5的SF6断路器是应用于输油管道变电所开关场的主要设备。通过对SF6断路器所述系统的一二次的综合分析, 最终找出了事故的根源。文章中队电气春检试验中继电保护专业的传动试验的工序提出改进意见。

合闸线圈 篇5

断路器分合闸线圈由于设计的原因, 在分合闸过程中常会烧毁。分合闸线圈烧毁除损坏断路器外, 还可能导致事故扩大, 因此很有必要对分合闸线圈烧毁原因进行分析。本文结合一起35kV断路器合闸线圈烧毁事故, 从合闸线圈、合闸回路以及断路器的机械部分三方面对线圈烧毁原因进行分析, 同时提出预防断路器分合闸线圈烧毁的措施。

1事故经过

某变电站对某型断路器进行检修, 更换其传动部件。第一天完成更换后进行了断路器低电压试验和机械特性试验。第二天进行远方传动试验合闸时, 试验装置发出合闸信号, 但断路器没有合闸, 断路器机构箱内有浓烟冒出, 打开机构箱发现合闸线圈在冒烟, 如图1所示。关闭试验仪器后, 浓烟慢慢消失, 但合闸线圈已被烧毁, 如图2所示。

随即拆下合闸线圈, 并记录了动铁心端部到脱扣器的距离以及动铁心与合闸电磁铁的间隙 (在连杆与动铁心吸盘连接的螺帽处做标记) 。 换上新的合闸线圈后, 按原记录位置安装并调整好动铁心的间隙, 再次操作合闸时发现合闸电磁铁动作后未能撞开脱扣器。于是进行动铁心与合闸线圈间隙的调整 (调大) , 调整到适当位置后, 断路器才能正常合闸。

2原因分析

2.1合闸线圈原因分析

一般断路器配置的分合闸线圈, 其设计的额定电流较小, 且不允许长时间通过电流。由于这种较为 “脆弱”的设计, 在实际工作中如果线圈通过大电流或长时间的额定电流, 就极易破坏绝缘甚至是烧毁线圈。从这次事故的现象和过程可以判断, 由于长时间通过电流, 超过线圈能够承受的时限, 导致产生大量热量, 引起绝缘燃烧冒烟, 烧坏绝缘和线圈导线;直到断开遥控合闸试验信号, 切断回路电流后, 合闸线圈失去电流才停止发热, 烟雾渐渐消散。因此, 从合闸线圈本身分析, 其烧毁的原因可判断为长时间通过电流。

2.2合闸回路原因分析

查阅断路器的分合闸控制回路图可以发现, 远控合闸回路上的元件有近/远控转换开关、防跳继电器、SF6低压闭锁继电器、储能控制延时继电器、辅助开关、合闸线圈等。在遥控的正常合闸过程中, 各元件保持接通状态, 整个合闸回路是通的;直到合闸到位, 辅助开关切换后, 回路才断开。在这个过程中, 辅助开关是合闸回路上唯一的断开点。因此, 从合闸回路上分析, 合闸线圈烧毁是由于合闸失败, 辅助开关不能断开而保持接通位置, 使得整个合闸回路也一直保持通路, 同时远动试验给的合闸信号未及时解除, 导致合闸线圈长时间通电。

2.3机械部分原因分析

辅助开关不能切换, 可能是因辅助开关本身损坏, 也可能是因断路器机械部分出了问题。而断路器机械部分, 一方面存在传动部件变形、断裂或卡涩, 致使断路器不能合闸、辅助开关不能切换问题;另一方面则可能是电磁铁动铁心间隙问题。

在本次事故中, 按照原合闸电磁铁、动铁心的位置更换同型号的合闸线圈后, 断路器出现了不能合闸的情况。调整动铁心与合闸线圈间隙后, 断路器能正常合闸, 未出现辅助开关或其它机械传动部件异常的情况。由此可知, 电磁铁动铁心间隙调整不当很可能是造成线圈通电而合闸失败的直接原因。

如图3所示, 在合闸线圈施加电压一定 (即铁心受磁力做功大小一定) 的情况下, 若调整动铁心与脱扣器之间的间隙L1使其变小, 则铁心动作行程变短, 合闸时间就会变短;反之, 则会增加合闸时间。 然而, 调整L1的同时会影响到合闸线圈的动作电压, 若调整不当, 则可能导致在额定电压下铁心无法撞开脱扣器, 造成合闸失败。

一般情况下, 忽略重力和摩擦力的影响, 根据动能守恒定律有:

式中, F为铁心线圈的磁吸力;m为铁心质量;v为撞击脱扣器时铁心的速度。

由式 (1) 可知, 在施加电压一定的情况下, L1越小, 撞击时的动能就越小;当L1小到一定程度时, 铁心撞击时的动能就无法满足撞开脱扣器的要求, 会造成铁心动作而合闸失败。

通过以上分析可知, 本次断路器合闸失败最大可能原因是铁心与脱扣器的间隙调整不当, 导致合闸操作时无法撞开脱扣器, 断路器合闸失败, 辅助开关不能切换断开回路;同时, 试验设备长时间给合闸回路施加电流, 致使合闸线圈因长时间通电而烧毁。

3预防措施

3.1分合闸线圈方面的预防措施

分合闸线圈一般设计为只能承受短时额定电流, 若增大绕组线径, 改为能承受长时间电流的设计, 则可减小线圈烧毁的可能性。但是, 从经济性以及线圈大小、使用率和重要性等方面综合考虑, 这种方法的可实施性较差。因此, 从合闸线圈方面考虑预防烧毁措施, 只能选用质量相对较好的线圈。

3.2分合闸回路方面的预防措施

从分合闸回路上考虑预防措施, 就是要求回路能及时断开, 防止回路长时间通过电流, 因此可采取以下措施:

(1) 改进回路设计。有人提出了一种改进的回路设计方案, 是在原有的控制回路基础上增加一时间信号继电器和出口中间继电器及其对应的辅助触点, 依靠时间继电器的动作来影响出口中间继电器从而达到控制整个分合闸线圈回路的目的。

(2) 保证辅助开关能可靠动作、 分合闸按钮能正常复位。辅助开关的切换直接影响整个回路的通断, 辅助开关如不能可靠切换, 就可能造成线圈烧毁。而分合闸按钮由于设计或老化的原因, 在按下后不能复位, 或存在短路现象, 也会导致回路不能及时断开而长时间通过电流。在实际工作中, 可以充分利用检修机会检查辅助开关等元件故障和内部短路情况, 确认与传动轴的连接良好, 能够可靠动作、切换;检查分合闸按钮在按下后能可靠复归, 不存在按钮两端短路的情况。

(3) 试验操作注意事项。 在进行低电压动作试验、 机械特性试验以及远动传动试验时, 应注意控制分合闸动作信号持续的时间, 特别是信号发出后断路器无法分合闸时, 在持续几秒后就应及时切断信号, 之后再进行原因查找分析。在原因未查出前, 不宜进行下一步的试验。

3.3机械部分的预防措施

机械部分引起合闸线圈烧毁的原因主要是卡涩等机械故障导致不能合闸或不能到达合闸位置, 致使辅助开关不能切换断开合闸回路。因此, 机械部分的预防措施可从以下几方面考虑。

(1) 动铁心与分合闸掣子之间的间隙应调整适当。 间隙的调整首先要保证能可靠进行分合动作 (低电压动作测试合格) , 然后再进行其它试验测试。

(2) 分合闸掣子检查。 避免分合闸掣子扣入深度太大、扣合面变形导致摩擦力大, 而出现 “咬死”现象。

(3) 合闸动铁心检查。 避免铁心变形、 行程中有异物阻挡导致运动受阻。

(4) 其它机械部位的检查。 检查垂直、 水平连杆及连接部位等其它机械传动部位, 保证其动作灵活, 无卡涩、变形现象。

4结束语

断路器控制回路分合闸线圈烧毁是断路器机构经常遇到的问题, 此类问题可能会造成设备障碍、电气火灾事故以及对客户长时间、大面积停电等。根据实际情况对相关问题进行具体分析, 并采取适当的措施改进, 对确保高压供配电系统安全可靠运行具有重要意义。

摘要：断路器分合闸线圈烧毁是断路器运行、检修过程中经常遇到的问题。结合一起35kV断路器合闸线圈烧毁事故, 从合闸线圈、合闸回路以及断路器机械部分对烧毁原因进行具体分析, 同时结合事故原因提出了相应的预防措施。

关键词：断路器,合闸线圈,烧毁

参考文献

[1]周丹丹, 郑运洪.高压断路器大电流分合闸线圈的保护[J].施工技术, 2011, 6 (40) :436~438

合闸线圈 篇6

通过表1与表2对比可以看出, 装有计费控制装置的开关柜合闸线圈烧毁率较高, 平均达到了36%, 远远超出不带计费控制装置的开关柜。我们对该型开关柜的二次回路、机构进行了认真检查, 并对每次合闸线圈烧毁的原因进行了分析, 确定造成10 kV开关柜在合闸过程中烧毁线圈的主要原因有两个。

一个原因是计费装置出口接线位置不当, 如图1 (实线部分) 所示电路。经过测试和分析, 计费控制装置出口继电器KCC接于33处, 当用户欠费继电器KCC闭合, 开关跳闸, SAS311无法监视, 若此时进行合闸操作, 只要合闸指令未断, 则开关反复跳合, 直至合闸线圈烧毁。

另一个原因是SAS311测控保护装置合闸指令无时间性, 当开关存在故障引起合闸时间过长时, 容易烧毁合闸线圈。

我们在对合闸线圈烧毁的原因分析的基础上, 又组织有关技术人员进行了认真研究, 决定采取以下办法解决上述问题, 实践证明, 效果良好。

(1) 将计费控制装置继电器KCC出口接点由原来的33处改接在SAS311装置端子C4处 (图1中虚线所示) , 这样在继电器KCC接点闭合开关跳闸时, SAS311装置即刻中断合闸指令, 开关不再反复跳合。

(2) 对SAS311测控保护装置软件进行修改, 在原来合闸操作指令中增加3 s后终止程序的指令, 这样在开关存在故障时, 合闸失败后不会再反复合闸。

合闸线圈 篇7

1 真空断路器原理

真空断路器是三相交流系统中的户内配电装置, 是变电站等高压电使用地点用电器保护和控制装置。因具有重量轻、体积小、能够满足频繁操作的要求而被广泛使用在高压使用装置中。真空断路器的工作原理是:动静触头在操作系统的作用下实现分闸时, 触头间会产生电弧。由于表面的高温触头会挥发出蒸汽, 加上其特殊的结构设计, 在触头间隙会产生磁场, 电弧会出现扩散型, 在触头上出现燃烧。当电流为零时, 燃烧会熄灭, 使动静触头分离。

2 合闸线圈出现长时间通电分析

2.1 常见故障

(1) 断路器出现故障。断路器的合闸回路未出现问题时, 断路器的传动连杆和内导电杆等有卡涩的现象。有可能是断路器的操作连扳的配合出现问题, 死点调的超出合适位点, 致使断路器无法合闸, 合闸内芯电流过载, 线圈出现烧毁的现象。

(2) 辅助开关出现问题。断路器能够正常合闸, 合闸接触器中线圈回路与辅助开关的关闭能够延时串联。合闸后, 辅助开关能够自动断开合闸回路, 导致辅助接点无法开启或出现拉弧现象, 合闸接触器通过绿灯回路或者重合闸回路保持长时间通电, 导致合闸线圈烧毁。

(3) 合闸接触器出现问题。断路合闸过程中, 由于电流过大, 控制回路无法控制合闸线圈, 只能通过接触器以间接的方式连接合闸线圈。所以合闸接触器出现故障时, 不能够断开, 合闸线圈会出现通电时间过长的现象, 致使线圈烧毁。此外, 合闸接触器的线圈如果电阻过大, 则会使合闸接触器通电时吸合力度较差, 时间久后, 会使接触点的接触电阻变大, 影响合闸线圈的电流, 使线圈内铁心不能够正常工作, 造成线圈电载过大, 烧毁线圈。

2.2 预防措施

(1) 要定期检查和维护合闸接触器。每次检查和维修时, 都要检查动静触头的接触压力和接触面积。

(2) 要注意检查辅助开关的实际位置是否符合标准。

(3) 值班人员在开始工作之前, 首先要取下熔断器, 同时还要打开重合闸的投切回路, 避免在试验或者维修时导致合闸线圈烧毁。

3 真空断路器分闸出现问题

当执行分闸操作时, 断路器不能够执行命令。主要原因有分闸操作过程中出现回路断线的情况;分闸线圈出现断线;操作电源电压没有达到操作标准;分闸顶杆出现形变, 分闸不能够顺利进行;辅助开关的位置出现问题。因此, 在出现分闸不能够顺利进行的情况下, 为防止事故进一步的扩大, 应该迅速检查分合闸回路是否有断线的情况;同时在定期检修时工作人员要注意检测分闸线圈的电阻, 并观察分闸顶杆是否有变形的情况, 否则应该及时清洗、调整或者更换铁心, 尽量使用钢制的分闸顶杆。辅助开关接触点的弹性应该定期进行检查和维修, 并调整其灵活性;调整定位螺丝, 使O4与固定轴之间的连线低于O3;最后要进行低电压分合闸试验, 确保断路器能够正常工作。

4 合闸回路故障

合闸回路故障主要以弹簧储能操作合闸、电磁操作合闸为例进行介绍。

(1) 弹簧储能合闸机构的主要故障有, 分闸指令无法实施;储能电机无法停止运转。造成该故障的主要原因是形成开关安装位置不合理或者出现状况。如果储能电机出现故障则会使真空断路器没办法进行自动储能, 只能通过人工的方式进行储能。操作人员在合闸时, 应该注意合闸储能的位置, 进而判断储能的运行情况。如出现问题, 应及时调整开关的位置或更换新的开关。

(2) 直流电磁操作合闸回路的故障主要有;分闸后滚轮没有回滚到位, 致使铁心空合;合闸顶杆由于长期的使用而变短或折断, 滚轮无法复位;接触器线圈出现断线或接点出现故障, 无法操作;合闸电压没有达到操作标准或电圈电阻变大。解决方法是找出滚轮无法回滚到位的原因。如若是合闸铁心果断则应该在铁心的底部加上橡皮垫;如果是接触器线圈出现断线, 则应该更换新线圈;调整接触器接点与灭弧罩之间的位置间隙;调整电源电压, 使其符合工作电压;检查电圈的电阻大小, 出现问题应该及时更换;系统在运行时, 如果出现合闸铁心没有到终点位置, 导致断路器分闸。这种情况下, 断路器会连续的分合几次, 出现跳跃现象。出现该种情况的主要原因是:掣子出现卡顿现象, 或者掣子与环之间的间隙没有达到规定的要求。应该拆掉底座, 调整顶杆的高度, 使其符合间隙的要求。

检修人员检修工作结束之后, 应该远程电动和手动进行分合闸几次操作, 确定断路器的工作状态是否良好。

5 分合闸出现故障

分合闸的故障为隐性故障, 只有通过开关测试仪进行测试才能够得出结论。容易导致该故障的原因主要有:断路器的机械性能比较差, 由于长期的操作, 由于机械原因致使不同期, 或者弹跳数值增大。弹跳不同期或者弹跳数值增大会影响断路器开关电流的情况, 使断路器的使用寿命下降, 甚至会导致断路器爆炸。应该定期检查, 排出隐性故障的影响。如果出现问题, 则应该在行程和超行程符合要求的情况下, 进行分合闸测量, 调整分合闸的接触行程。同时, 还要控制触头行程, 如果触头行程出现距离问题则会使断路器在合闸之后, 导致波纹管出现问题, 还会导致外壳中的真空度降低。

6 真空泡出现故障

断路器灭弧的主要位置是真空罩。由于断路器没有合适的检测装置, 所以当真空罩出现问题时很难检测出来。出现故障的主要原因是, 真空泡内有一种波形管的材料其材质或者在制作过程中出现问题, 真空罩没有达到相应的标准, 存在漏点。真空度降低, 严重影响了断路器电流的能力, 甚至还会引起真空罩爆炸的情况。因此在检修的过程中一定要注意真空度的测试, 确保真空罩的真空度。检测方法是, 当断路器处于分合闸位置时, 在断路器口间加上高频电压, 维持一段时间后, 如果灭弧室内出现击穿现象或者没有闪烁, 则说明真空罩依然处于正常的工作状态, 如果未出现上述的现象, 应该停止供电更换真空罩, 在检修时, 检修人员一定要注意断路器真空罩外是否存在放电的现象, 如果存在, 则说明真空度开始降低, 应该立即停止供电, 进行更换。要注意以后工作中要继续努力, 逐一检查设备, 做好有问题及时处理, 确保设备能够安全运行。

参考文献

合闸线圈 篇8

LW35-126型自能式SF6断路器是我公司为满足市场需求而开发的新一代六氟化硫断路器, 该断路器采用自能式灭弧室, 三极共用一台弹簧机构驱动, 结构小巧, 安装方便, 备受电力用户青睐, 已大批量投入生产, 其操动机构用分、合闸电磁铁线圈完全相同, 额定操作电流均为2.8A (DC220V) 。

目前, 城乡电网改造正在全国范围内进行, 由于部分电力用户, 特别是一些旧变电站改造的用户, 由于受变电站控制保护系统容量的限制, 要求分闸电磁铁线圈操作电流为2.5A (DC220V) 以下, 甚至为2.0A以下。同时, 为了增强产品的竞争力, 另外新增了分、合闸电磁铁操作电压为DC110和DC125V两种规范, 为了尽力满足用户需要, 特进行本课题进行研究。

1 结构简介

我们知道, 电磁铁是高压断路器操动机构中的重要元件之一, 电磁铁的结构多种多样, 但在高压断路器操动机构中采用的几乎都是螺管式电磁铁。这种电磁铁的主要部件有:动铁心、静铁心、线圈等。当电磁铁线圈中通过电流时, 在电磁铁内产生磁通, 动铁心受电磁力的作用动作, 通过脱扣机构, 使操动机构进行分合闸操作, 从而带动整个断路器进行分合闸操作。

按照电磁铁线圈的电源不同可分为交流电磁铁和直流电磁铁;按照电磁铁线圈有无骨架可分为有骨架电磁铁和无骨架电磁铁。目前高压断路器操动机构中使用的大部分为直流电磁铁。

2 计算推导分析

电磁铁产生的电磁力与线圈的的磁势 (即安匝数) 有直接的关系:

而线圈电阻

式中:I———线圈电流[A];

N———线圈匝数;

U———线圈外加电压[V];

R———线圈电阻[Ω];

ρ———导线的电阻率[Ω·m];

L———线圈一匝的平均长度[m];

S———导线的截面积[mm2];

d———导线的直径[mm]。

我们常用的电磁铁线圈的骨架一般有矩形和圆柱形两种。

对于矩形柱体线圈:

L=2 (a+b) +πb0 (见图1)

对于圆柱形线圈:

而LW35-126型自能式SF6断路器所用的电磁铁线圈为矩形柱体线圈, 其骨架具体尺寸如下:

将 (3) 代入 (2) 得:

将 (4) 代入 (1) 得:

由于受电磁铁脱扣器结构的限制, 在不改变电磁铁气隙长度和磁极面积的前提下, 由式 (5) 可以看出, 改变电磁铁线圈导线直径和线圈匝数可以改变电磁铁线圈的操作电流。

原电磁铁线圈导线为0.31mm, 匝数为1800匝, 操作电流为2.8A, 其安匝数为:

NI=1800×2.8=5040 (安匝)

在生产过程中我们发现, 有极个别分闸电磁铁在进行出厂试验时, 30%额定操作电压下能进行分闸操作 (不符合有关国家标准规定) , 说明分闸线圈的磁势 (即安匝数) 有点大, 应适当减小线圈的磁势 (即安匝数) 。

3 小电流 (2A) 电磁铁线圈参数计算

为了降低电磁铁线圈操作电流, 我们初步把操作电流设定为2A, 为了尽量保持电磁铁的动特性不变, 先按电磁铁线圈安匝数不变进行计算, 则电磁铁线圈匝数应为:

若保持线圈骨架不变, 要增加线圈匝数, 则需减小导线直径, 选取线径为0.29mm的聚酯漆包线。

若线圈每层仍保持75匝, 则线圈应有层数为:

圆整后层数应为34层, 则线圈匝数为:

依据以上数据可得出:

注:0.035为聚酯漆包线的漆膜厚度;

0.04为电磁铁线圈导线间所垫的美浓纸厚度。

对于铜导线, 根据GB6109可查得, 聚酯漆包线的电阻率ρ为:

ρ最小为0.01695Ω·mm2/m

ρ最大为0.017241Ω·mm2/m

取中间值:

由式 (5) 可得出:

将d、ρ、L、N代入 (7) 式可得:

则改进后的电磁铁线圈安匝数为:

IN=1.625×2550=4144 (安匝)

与原安匝数5040安匝, 相比减小了900安匝。

为此投制以下两种线圈进行试验:

试验结果如下:

对编号1的线圈其额定操作电压下 (DC220V) 分闸时间为30ms (技术要求规定的分闸时间为28-4+2) , 接近分闸时间的上限, 分闸时间偏大。30%、65%、120%额定操作电压下 (即66V, 143V, 264V) 的机械操作均满足国家标准的规定。

对编号2的线圈其额定操作电压下 (DC220V) 分闸时间为23 ms接近分闸时间的下限, 分闸时间偏小。65%、120%额定操作电压下的机械操作均满足国家标准的规定, 30%额定操作电压下 (66V) 的机械操作不满足国家标准的规定。

这说明理论计算与试验结果有一定的偏差。

改进措施:

现对线圈进行改进, 保持电磁铁线圈线径不变, 把其匝数改为2250匝, 层数为30层。

则相应的参数为:

其电阻为:

其操作电流为:

对改造后的线圈重新进行试验, 试验结果如下:

额定操作电压下 (DC220V) , 分闸时间为28ms, 满足了技术条件的要求, 30%、65%、120%额定操作电压下 (即66V, 143V, 264V) 的机械操作均满足国家标准的规定。

试验数据如下:

结论:

从以上试验结果可以看出, 改进后的线圈分闸时间在产品技术条件规定的范围之内, 各项机械试验完全满足有关国家标准的要求, 分闸电磁铁的操作电流降为1.9A, 达到了降低电磁铁操作电流的目的, 研究试验取得成功。

目前, 该电磁铁已运用到生产中, 生产80多台。

4 DC110V和DC125V电磁铁线圈参数计算

DC110V电磁铁线圈计算

为了保持电磁铁安匝数 (IN=5040) 不变。

将有关参数代入上式得:

查有关材料标准, 取电磁铁线圈导线直径为0.45。

由于原导线直径为0.31, 匝数为1800。

故原线圈骨架缠绕0.45导线的匝数应为:

故取匝数为1200匝。

每层60匝, 共20层。

电阻为:

DC125V电磁铁线圈计算

查有关材料标准, 取电磁铁线圈导线直径为0.425。

由于原导线直径为0.31, 匝数为1800。

故原线圈骨架缠绕0.425导线的匝数应为:

故取匝数为1300匝。

每层60匝, 共22层。

电阻为:

为此投制以下两种线圈进行试验:

对上述线圈进行试验。

5 结论

从试验结果可以看出, 改进后的线圈分闸时间在产品技术条件规定的范围之内, 各项机械试验完全满足有关国家标准的要求, 试验取得成功。