2016年 第22期Science and Technology & Innovation┃科技与创新
文章编号：2095－6835（2016）22－0155－02
10 kV断路器二次回路故障分析及处理措施
吴贻坚
（广东电网有限责任公司云浮供电局，广东 云浮 527300）
摘 要：简要阐述了10 kV断路器二次回路故障的相关内容，详细分析了10 kV断路器二次回路的故障情况，并给出了一系列的处理措施，以期能为有关方面的工作提供有益的参考和借鉴。 关键词：断路器；二次回路；故障；控制回路
中图分类号：TM561 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.155
断路器是变电站中非常重要的设备，其稳定运行对变电站有极大的帮助，但是，二次回路故障却是断路器常见的故障。因此，断路器要想稳定运行，就要认真分析二次回路故障的原因，并采取有效的措施进行处理。基于此，本文简要探讨了10 kV断路器二次回路的故障及其处理措施，相信对有关方面的工作有一定的帮助。 1 10 kV断路器二次回路故障分析 1.1 分合闸线圈烧毁 1.1.1 分合闸原理
断路器的控制回路如图1所示。合闸可通过遥控操作、重合闸动作、手动操作来接通回路，实现断路器合闸。除了遥控操作、手动操作来实现断路器分闸外，还有一种方式为保护装置动作切除故障。线路正常运行时，当断路器在分闸位置时，断路器常闭辅助接点QF1处于闭合状态，断路器常
.com.cn. All Rights Reserved.开辅助接点QF2处于断开状态；当断路器在合闸位置时，断
路器常闭辅助接点QF1处于断开状态，断路器常开辅助接点
3.4 应用实例
以220 kV变电站部分设备综自改造工程（第一阶段）为例，土建专业在继保室备用位置扩展新屏位改造，安装新屏：在备
38P 用屏位36P 10 kV线路保护加装37P 10 kV线路保护测控屏、
10 kV电容器保护测控屏和9P 10 kV站用变保护测控屏，如图2所示。经调试验证，新安装的10 kV保护测控装置运行良好。
QF2处于闭合位置。
图1 断路器的控制回路
合闸时，遥控、手动或重合闸动作，经过辅助接点QF1接
图2 10 kV线路中的保护测控屏
4 应用继电保护自动化技术的意义 4.1 推动了自适应技术的发展
在当前信息化的大背景下，自适应技术得到了快速发展，它能对电网中的故障进行快速处理，促进了继电自动化技术的进一步发展。所以，自适应技术为电力行业提供了很大的便利，大大简化了电力行业工作的流程，也提高了电力企业的经济效益。此外，继电自动化技术的进步也促进了自适应技术的升级、创新、优化。 4.2 增加了网络化发展的空间
继电自动化是在信息技术的基础上发展起来的，因此，当前网络的快速发展为电网的远距离控制、继电保护提供了一定
的发展条件。继电自动化装置的网络化发展能推动电力控制系统的发展。所以，继电自动化的应用可以为电网运行的安全、稳定提供一定的保障。 4.3 促进了智能化发展
在当前的电力行业中，自动化、智能化是未来发展的主要方向。而继电自动化的发展应用既提高了电网的自动化水平，又促进了电力系统的智能化发展。该技术可以对电网中的数据资料进行系统分析，从而找出并清除电力系统中的风险因子，大大节省了物力、人力，还能在一定程度上为电力系统运行的安全、可靠性提供一定的保障。 5 结束语
电力系统的安全、稳定运行直接关系着人们的日常生活以及工业生产。因此，应加强继电保护自动化技术的应用，从而提高整个电力系统的自动化程度，进而为电力系统的安全、稳定运行以及供电质量提供一定的保障。而该技术的应用、发展与现代信息技术有着直接关系，也与电力工作人员的技术水平密切相关。因此，应紧跟时代的步伐，提高电力工作人员的业务水平，积极引进高新技术，推动电力行业的进一步发展。 参考文献
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科技致富向导，2015（12）.
［2］苏朝志.电力系统中继电保护自动化技术的应用探析［J］.
科技资讯，2015（25）. ［3］牟欣培.电力系统中继电保护自动化技术的应用与实现［J］.
科技与创新，2015（21）.
〔编辑：张思楠〕
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科技与创新┃Science and Technology & Innovation
2016年 第22期 通合闸线圈YC实现合闸。此时，断路器辅助接点QF1在传动连杆带动下打开QF1常闭接点，切断合闸回路。同时，跳闸回路常开辅助接点QF2闭合。
分闸时，遥控、手动或保护装置发跳闸信号，经过闭合的
最后使断路器动作跳闸切除故常开接点QF2接通跳闸线圈YT，
障。分闸的同时断路器常开辅助接点QF2断开，常闭辅助接点QF1闭合。
1.1.2 分合闸线圈烧毁的原因
目前，分合闸线圈都是按照“短时间大电流”原理设计的，Qk＝∫0t1KA（Tg－Tn）dt. （2）
式（2）中：Qk为分合闸线圈散热量；K为分闸合线圈外壳传热系数，W/m2·℃；A为线圈的面积，m2；Tg为线圈的平均温度，℃；Tn为空气温度，℃。
因此，在分合闸线圈长时间带电的情况下，其热量模型为：
2t1
Q＝Qd－Qk＝IRt－∫0KA（Tg－Tn）dt. （3） 当Q＞0时，温度上升；当Q＜0时，温度降低。 由此可知，在电气设备长时间通电的情况下，其发热量几乎呈直线上升。而分合闸线圈在固定设备材料、面积的情况下，其其10 kV断路器分合闸线圈额定电流一般为1～2 A。正常情况下，该线圈能承受2～3 s的大电流，如果分合闸回路无法在该时间内有效断开，则势必造成分、合闸线圈长期通电过热融胶，甚至烧毁。
由分合闸原理可知，造成10 kV断路器分合闸线圈烧毁的原因有以下几点：①断路器常开辅助接点QF2、常闭辅助接点QF1在断路器动作后存在黏滞现象，导致QF1或QF2工作不正常，没有切断分合闸回路，使得分合闸线圈带电时间超过额定时间，从而发热烧毁分合闸线圈。②断路器机构故障。比如断路器本体内部导电杆、传动连杆存在卡涩现象，致使断路器拒分、拒合，最终将使QF1或QF2该断开时未断开，导致分合闸线圈长时间通电，线圈被烧毁。③当厂用电故障、蓄电池运行时间比较长或多路断路器同时动作时，导致直流电源容量不足。分合闸线圈两端电压可能低于最低动作电压值，使得分合闸线圈长时间通电发热，烧毁线圈。④分合闸线圈内部有缺陷，比如绝缘低下、短路等。 1.2 辅助接点烧毁 1.2.1 电弧原理
电弧是一种气体放电现象，是电流通过某些绝缘介质（例如空气）所产生的瞬间火花。电弧形成后，其触头间的电压会立刻降低，但是，弧柱的温度很高，处于高温下的介质分子和原子将剧烈运动，不断发生碰撞，游离出更多自由的电力和离子，以维持电弧的燃烧。特别对于直流电源，因其大小（电压高低）和方向（正负极）都不随时间而变化，所以，电弧难以自动熄灭。 1.2.2 辅助接点烧毁原因分析
辅助接点烧毁得原因主要有以下2个：①辅助接点质量问题。断路器传动连杆上的行程开关接点与辅助接点之间接触压力不够，产生间隙，致使回路导通过程中出现持续打火的现象，导致辅助接点发热起火。②断路器传动连杆存在卡涩的情况。虽然断路器传动连杆在动作期间表现为拒分、拒动，但是，它在此过程中仍在一定程度上发生了弧度偏小的轻微转动，致使传动连杆上的行程开关接点与辅助接点之间产生间隙，使得电压超过空气的耐受力，从而电离变成导体产生电弧。电弧绕过绝缘体，沿着绝缘体表面而发热，导致辅助接点被烧毁。 2 处理措施
10 kV断路器二次烧毁情况的发生，主要是因为，在二次回路故障的情况下，不能在一定时间段内自动切断回路或者电气距离比较近。分合闸线圈或辅助接点两端持续带电，导致相关部件发热，甚至引发起火事件。针对以上问题，笔者建议在确保检修质量的前提下，可采取以下措施防止二次故障导致回路烧毁事件的发生。 2.1 分合闸线圈选择
正常情况下，电气设备通电时产生的热量可以用式（1）表示：
Qd＝I2Rt. （1）
式（1）中：Qd为电气设备通电时产生的热量。
分合闸线圈散热量可以按式（2）计算，即：
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散热曲线缓慢上升。当线圈温度大于室温时，其散热量将越大。
综上所述，分合闸线圈的选择应从以下3个方面综合考虑：①线圈电阻。②线圈面积和材料。面积较大、传热性好的材料的线圈，能增强线圈的自散热能力。③防火材料。对于参数、大小、型号选定的分合闸线圈，在其表面涂刷防火涂料，可以增加燃烧难度，使被保护线圈不直接与空气接触，延迟线圈着火和减慢燃烧的速度。 2.2 加装时间继电器
在分合闸控制回路中，将时间继电器线圈串入KM1、
KOM线圈之后，对其进行电气保护。其延时打开的动断触点T1、T2安装在KM1、KOM动合接点后，见图2所示。在异常情况下，当断路器辅助接点不可靠断开时，时间继电器得电，延时打开动断触点，有效切开分、合闸回路，实现分、合闸线圈，辅助接点的断电功能。在此需要注意的是，时间继电器的延时要长于断路器跳、合闸的动作时间。一般断路器的动作时间均小于0.1 s，所以，可将时间继电器的时间设定为3～5 s。 2.3 辅助设备选择
空气的击穿电压经验公式为：
U＝24.22δd＋6.08δd. （4）
式（4）中：δ为空气相对密度；d为间隙距离。 由式（4）可知，间隙距离和空气密度会直接影响电弧的形成。 空气湿度与空气绝缘电阻是反比例关系。随着空气湿度的增加，空气绝缘电阻将逐渐下降，使绝缘电阻值降低。
由以上分析可知，在保证辅助接点质量的前提下，开启加热驱潮装置和排风装置可以保持开关柜断路器室空气的干燥，降低空气的湿度和密度，增加电离难度，减少电弧产生的可能性。
图2 时间继电器加装接线
3 结束语
综上所述，断路器是变电站中非常重要的设备，如果发生二次回路故障，将极大地影响变电站的运行情况。因此，相关人员要认真分析断路器二次回路故障发生的原因，并采取有效的措施及时处理，以保障变电站的稳定运行。 参考文献
［1］李春锋.断路器二次回路常见故障分析及处理［J］.电世界，
2014（03）. ［2］凡远柱.分析断路器二次回路存在几点问题及改进策略［J］.
中国科技博览，2014（04）.
〔编辑：白洁〕
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