第42卷第1期
2021年2月146电力与能源
1X）1：10.11973/dlyny202101035 10kV真空断路器拒动故障分析与解决方案 李启本9俞玲
（国网上海市电力公司松江供电公司，上海201600）
摘要：以某110kV变电站的10kV断路器在安装调试时多次发生合闸线圈烧毁的情况为例，指出问题在于断路器内机构机械配合存在卡涩情况，导致合闸线圈得电后断路器未能合闸•从而烧毁合闸线圈。在分析合闸线圈烧毁原因基础上提岀了整改方案。 关键词：配电网；110kV变电站；真空断路器；合闸线圈
作者简介：李启本(1987)，男，工程师，继电保护技师，主要从事电力系统继电保护工作。
中图分类号:TM205+.1文献标志码：A文章编号:2095-1256(2021)01-0146-03
Failure Analysis and Solution of10kV Vacuum Circuit Breaker
LI Qiben,YU Ling
(State Grid Songjiang Power Supply Company.SMEPC・Shanghai201600,China) Abstract:Taking10kV circuit breaker of a110kV substation as an example,the burning of the closing coil occurred many times during installation and debugging.It is pointed out that the problem is that the internal mechanism and mechanical coordination of the circuit breaker is not smooth.which leads to the failure of the circuit breaker to close after the closing coil is energized.thus burning the closing coil.Based on this analysis of the cause of the closing coil burning,a rectification scheme is put forward.
Key words:distribution network,110kV substation,vacuum circuit breaker»closing coil
1设备故障情况
某新建110kV变电站10kV开关柜共52台KYN28A-12CZ）型空气绝缘开关柜，共分4段母线，其中出线柜（1250A/31.5kA）32台，电容器柜（1250A〜31.5kA）6台，站用变（1250A/ 31.5kA）2台，合计（1250A〜31.5kA）小电流断路器40台，分段断路器柜（4000A/40kA）2台，主变进线柜（4000A/40kA）4台，合计（4000 A/40kA）大电流断路器6台。
该变电站在安装调试过程中.多次发生了10 kV断路器合闸线圈烧毁故障，同时出现分闸电磁铁引出线脱落等异常情况，具体问题及处理情况见表1。
2断路器机构动作原理
2.1机构合闸操作原理
该站10kV开关操作机构示意图如图1所示。储能电机（2）得电带动储能轴（1）旋转合闸弹簧被拉长储能.储能到位后滚子（4）靠在储能保持掣子（6）上，合闸电磁铁（12）得电后铁心顶出.铁心冲击合闸脱扣板（9）使得储能保持轴（7）逆时针转动.储能保持解除.合闸弹簧释放能量带动机构合闸。
表1现场断路器故障及处理情况
故障发生时间故障现象故障处理时间处理措施处理结果2020-10-16合闸线圈烧毁2020-10-16更换线圈现场试验无异常2020-11-01合闸线圈烧毁2020-11-04更换线圈、调整联锁弯板问题解决2020-11-01合闸闭锁电磁铁微动开关损坏2020-11-04更换闭锁电磁铁问题解决2020-11-01合闸线圈冒口脱落2020-11-04合闸线圈冒口施加螺纹胶问题解决2020-11-12合闸线圈烧毁2020-11-12更换线圈、调整联锁弯板问题解决2020-11-19分闸线圈接线脱落2020-11-20至22更换加长的二次线、更换接插件问题解决2020-11-26合闸线圈烧毁2020-11-26更换线圈问题解决
李启本，等：10 kV 真空断路器拒动故障分析与解决方案
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储能轴-j-：偏心螺钉
•储能保持擎子 •储能保持轴 -合闸电磁铁 -联锁弯板I f 闸脱扌II 板 ''储能由机
联锁销
4.滚子
5•偏心螺钉
6. 储能保持擎子
7. 储能保持轴 &联锁弯板I 9. 合闸脱扣板10. 联锁销11•联锁弯板212. 合闸电磁铁13. 联锁弯板3联锁 ~弯板2 眾锁 弯板3
图1
10 kV 开关操作机构示意图
硅胶表面电晕处理2.2手车底盘联锁原理
10 kV 开关手车连锁机构示意图如图2所 示。当手车处于试验位置或者工作位置时.联锁 板（11）处于图1状态.联锁板（11）与连锁销分离
脱开，此时断路器可以可靠合闸；当手车在摇进摇 出的过程中，联锁板（11）处于图（2）状态.联锁板
（11）勾住联锁销（10），储能保持掣子（6）不能解除 保持.断路器不能完成合闸操作⑴。
图2 10 kV 开关手车连锁机构示意图
3合闸电磁铁烧毁原因分析及整改方案
到工作位置或试验位置后联锁弯板（11）未能勾住
联锁板（8）上的联锁销（10）可靠复位.电动合闸 时，储能保持掣子（6）未能可靠解除保持完成合闸 动作，线圈长期通电造成合闸线圈烧毁⑵。出厂 时未发现连锁卡滞问题。3.2 整改方案
调整合闸脱扣板（9）和联锁弯板（8）角度，使
得手车在摇进摇出过程中联锁弯板（11）的挂钩处 与联锁销子有适当间隙.手车摇到工作位置或试 验位置时联锁弯板（11）可以可靠复位，向住联锁
板（8）上的联锁销（10）断路器可以可靠合闸。
现场整改完后，对整站开关柜断路器进行如 下试验。
（1） 在试验位置进行1次手动分合闸操作及
和嫩太阳能庭院灯
1次电动分合闸操作，然后要到工作位置进行1
次手动分合闸操作及1次电动分合闸操作，如此 反复循环进行5次操作试验，在试验位置及工作
位置均可进行手动及电动分合闸操作•未出现烧
线圈情况，合格。
（2） 手车从试验位置至工作位置过程中观察 连锁板的间隙及运动情况，不卡滞且能灵活动作，
合格。
4合闸线圈烧毁原因分析及整改方案
超声波马达现场查看故障断路器合闸时情况，发现断路
器未合闸，铁心状态不能回复到原始位置，线圈已 烧毁，如图3所ZN 。
线圈骨架
联锁板
线圈骨架
铁心
目口
图3线圈动作后未回复到自然状态
4. 1原因分析
拆卸线圈发现〔3 •线圈铁心（1）及缓冲橡胶圈
（2）上有胶状物质把缓冲橡胶圈（2）、铁心（1）及线 圈金属骨架（4）粘到一起，使铁心不能回到原始状 态。在被胶状物粘住后，合闸时因铁心行程不够. 没有足够的惯性力撞击合联锁板（8）推动合闸半
轴进行合闸，机构不能合闸，辅助开关不能切换，
3. 1原因分析
懒人床
断路器出厂试验时.因合闸扣接量偏大低电 压合闸困难将储能保持擎子（6）向逆时针方向调
整.扣接量调小•满足低电压合闸要求。
低电压试验后做手车摇进摇出操作（见图
2）。手车在摇进摇出的过程中，连接底盘车的联 锁弯板（11）在底盘车的作用下向上抬起•联锁弯 板（11）勾住联锁板（8）上的联锁销（10），正常情况
应有间隙.因为调整合闸扣接量的原因•在调整过 程中未注意该处间隙，使得联锁弯板（11）勾住联 锁板（8）上的联锁销（10），无间隙直接摩擦.手车
（下转第151页
）
陈 涛，等：110 kV 电缆终端与GIS 壳体放电分析与处理
151
因此•在电缆终端与GIS 壳体间（即规定中“绝缘 筒”部位）加装护层保护器（绝缘法兰保护器），消 除电缆终端与GIS 壳体间的放电现象。护层保 护器由氧化锌非线性电阻片、外覆耐高温的硅橡
胶外套制成•能够有效限制过电压，安全防爆。护 层保护器安装示意图如图7所示。
安装护层保护器（绝缘法兰保护器）安装图如
图8所示。
G1S 气仓
GIS 终端 固定法兰GIS 终端 环氧套管
GIS 终端尾管/
M12螺母（含平垫弹塑） 紧固力矩45 N •m
图7护层保护器安装示意图
经过测试，相关线路未发生电缆终端与G1S
壳体之间放电现象，故障消除。5结语
喂猪料槽本次故障主要因电缆终端与GIS 壳体之间 存在电位差，分合闸瞬间系统产生的操作过电压
导致电缆终端与GIS 壳体之间空气击穿。
随着城市电网的发展•电缆的应用变得越发
图8护层保护器（绝缘法兰保护器）安装图
广泛。而电力电缆附件是电缆线路不可或缺的构
成，一旦发生故障，将对电网稳定运行产生重大影
响。因此.此次放电现象对以后类似事件具有很 好的借鉴意义。同时对于电力设计与安装过程中
考虑各设备之间电位差对电网安全运行的影响，
也有很好的启示作用。
参考文献：
烷基铝
[1] 于景丰.电力电缆应用技术问答[M].北京：水利水电岀
版社.2007.
收稿日期:2020-12-17 （本文编辑：杨林青）
/7 4- I 螺栓M12x
（上接第147页）
线圈长期带电烧毁线圈。该胶状物现场观察应为 解决合闸线圈冒口松动的问题时，在排查过程中
所使用螺纹密封胶未涂抹干净所留残物。4.2 整改方案
（1） 更换现场烧毁线圈。
（2） 对所有断路器线圈进行排查，对于发现有 胶状物的线圈进行更换。线圈上所用缓冲垫为三 元乙丙橡胶圈.该材料由乙烯、丙烯和少量的非共 觇二烯桂的共聚物.以Ethylene Propylene Diene
Monomer （EPDM ）表示，HX8O7混炼胶.主链由 化学稳定的饱和炷组成.耐臭氧、耐热、耐候等耐 老化性能优异，可作为静态密封及往复密封用。
万次分合闸试验，未再发现断路器合闸失败及合
闸线圈烧毁的现象。经进一步验收检查后，本
110 kV 变电站已送电成功，送电过程和送电后运 行到目前为止无异常情况。
参考文献：
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赖文徳.林向宇.VS1手车式断路器合闸故障分析与防范 □ 1 电工技术 2013（8）:74-75.
[2] 叶开明.王逸鹏.叶开发.等.VS1型真空断路器闭锁回路 常见故障分析及处理[J].电世界,2019（8）,28-31.
[3] 林向宇.钟丽莹.VS1真空断路髀合闸线圈频繁烧毁的处
理[J].电气技术,2013（1）=87-88.
收稿日期:2020-12-21
（本文编辑：杨林青）
5 结语
该厂家10 kV 断路器操作机构调整后，
经一
