萬(wàn)能斷路器合不上閘的原因 斷路器分合閘原理圖

本文主要是關(guān)于萬(wàn)能斷路器的相關(guān)介紹，并詳盡分析了萬(wàn)能斷路器合不上閘的原因及其解決方法。

斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開(kāi)斷正?；芈窏l件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開(kāi)斷異?；芈窏l件下的電流的開(kāi)關(guān)裝置。斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器與低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。

斷路器可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開(kāi)關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考?。目前，已獲得了廣泛的應(yīng)用。

電的產(chǎn)生、輸送、使用中，配電是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。配電系統(tǒng)包括變壓器和各種高低壓電器設(shè)備，低壓斷路器則是一種使用量大面廣的電器。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

內(nèi)部附件

輔助觸頭：與斷路器主電路分、合機(jī)構(gòu)機(jī)械上連動(dòng)的觸頭，主要用于斷路器分、合狀態(tài)的顯示，接在斷路器的控制電路中通過(guò)斷路器的分合，對(duì)其相關(guān)電器實(shí)施控制或聯(lián)鎖。例如向信號(hào)燈、繼電器等輸出信號(hào)。塑殼斷路器殼架等級(jí)額定電流100A為單斷點(diǎn)轉(zhuǎn)換觸頭，225A及以上為橋式觸頭結(jié)構(gòu)，約定發(fā)熱電流為3A；殼架等級(jí)額定電流400A及以上可裝兩常開(kāi)、兩常閉，約定發(fā)熱電流為6A。操作性能次數(shù)與斷路器的操作性能總次數(shù)相同。

報(bào)警觸頭：用于斷路器事故的報(bào)警觸頭，且此觸頭只有當(dāng)斷路器脫扣分?jǐn)嗪蟛艅?dòng)作，主要用于斷路器的負(fù)載出現(xiàn)過(guò)載短路或欠電壓等故障時(shí)而自由脫扣，報(bào)警觸頭從原來(lái)的常開(kāi)位置轉(zhuǎn)換成閉合位置，接通輔助線路中的指示燈或電鈴、蜂鳴器等，顯示或提醒斷路器的故障脫扣狀態(tài)。由于斷路器發(fā)生因負(fù)載故障而自由脫扣的機(jī)率不太多，因而報(bào)警觸頭的壽命是斷路器壽命的1/10。報(bào)警觸頭的工作電流一般不會(huì)超過(guò)1A。

分勵(lì)脫扣器：分勵(lì)脫扣器是一種用電壓源激勵(lì)的脫扣器，它的電壓與主電路電壓無(wú)關(guān)。分勵(lì)脫扣器是一種遠(yuǎn)距離操縱分閘的附件。當(dāng)電源電壓等于額定控制電源電壓的70%-110%之間的任一電壓時(shí)，就能可靠性的分?jǐn)鄶嗦菲?。分?lì)脫扣器是短時(shí)工作制，線圈通電時(shí)間一般不能超過(guò)1S，否則線就會(huì)被燒毀。塑殼斷路器為防止線圈燒毀，在分勵(lì)脫扣線圈串聯(lián)一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)分勵(lì)脫扣器通過(guò)銜鐵吸合，微動(dòng)開(kāi)關(guān)從常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換成常開(kāi)，由于分勵(lì)脫扣器電源的控制線路被切斷，即使人為的按住按鈕，分勵(lì)線圈始終不會(huì)再通電這就避免了線圈燒損情況的產(chǎn)生。當(dāng)斷路器再扣合閘后，微動(dòng)開(kāi)關(guān)重新處于常閉位置。

欠電壓脫扣器：欠電壓脫扣器是在它的端電壓降至某一規(guī)定范圍時(shí)，使斷路器有延時(shí)或無(wú)延時(shí)斷開(kāi)的一種脫扣器，當(dāng)電源電壓下降（甚至緩慢下降）到額定工作電壓的70%至35%范圍內(nèi)，欠電壓脫扣器應(yīng)運(yùn)作，欠電壓脫扣器在電源電壓等于脫扣器額定工作電壓的35%時(shí)，欠電壓脫扣器應(yīng)能防止斷路器閉合；電源電壓等于或大于85%欠電壓脫扣器的額定工作電壓時(shí)，在熱態(tài)條件下，應(yīng)能保證斷路器可靠閉合。因此，當(dāng)受保護(hù)電路中電源電壓發(fā)生一定的電壓降時(shí)，能自動(dòng)斷開(kāi)斷路器切斷電源，使該斷路器以下的負(fù)載電器或電氣設(shè)備免受欠電壓的損壞。使用時(shí)，欠電壓脫扣器線圈接在斷路器電源側(cè)，欠電壓脫扣器通電后，斷路器才能合閘。 ［1］

外部附件

電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)：這是一種是用于遠(yuǎn)距離自動(dòng)分閘和合閘斷路器的一種附件，電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)有電動(dòng)機(jī)操作機(jī)構(gòu)和電磁鐵操作機(jī)構(gòu)兩種，電動(dòng)機(jī)操作機(jī)構(gòu)為塑殼式斷路器殼架等級(jí)額定電流400A及以上斷路器，電磁鐵操作機(jī)構(gòu)適用于塑殼斷路器殼架等級(jí)額定電流225A及以下斷路器，無(wú)論是電磁鐵或電動(dòng)機(jī)，它們的吸合和轉(zhuǎn)動(dòng)方向都是相同，僅由電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)內(nèi)部的凸輪的位置來(lái)達(dá)到合、分，斷路器在用電動(dòng)機(jī)構(gòu)操作時(shí)，在額定控制電壓的85%-110%之間的任一電壓下，應(yīng)能保證斷路器可靠閉合。

轉(zhuǎn)動(dòng)操作手柄：適用于塑殼斷路器，在斷路器的蓋上裝轉(zhuǎn)動(dòng)操作手柄的機(jī)構(gòu)，手柄的轉(zhuǎn)軸裝在它的機(jī)構(gòu)配合孔內(nèi)，轉(zhuǎn)軸的另一頭穿過(guò)抽屜柜的門(mén)孔，旋轉(zhuǎn)手柄的把手裝在成套裝置的門(mén)上面所露出的轉(zhuǎn)軸頭，把手的圓形或方形座用螺釘固定的門(mén)上，這樣的安裝能使操作者在門(mén)外通過(guò)手柄的把手順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)確保斷路器的合閘或分閘。同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄能保證斷路器處于合閘時(shí)，柜門(mén)不能開(kāi)啟；只有轉(zhuǎn)動(dòng)手柄處于分閘或再扣，開(kāi)關(guān)板的門(mén)才能打開(kāi)。在緊急情況下，斷路器處于“合閘”而需要打開(kāi)門(mén)板時(shí)，可按動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄座邊上的紅色釋放按鈕。

加長(zhǎng)手柄：是一種外部加長(zhǎng)手柄，直接裝于斷路器的手柄上，一般用于600A及以上的大容量斷路器上，進(jìn)行手動(dòng)分合閘操作。

手柄閉鎖裝置：是在手柄框上裝設(shè)卡件，手柄上打孔然后用掛鎖鎖起來(lái)。主要用于斷路器處于合閘。

工作狀態(tài)時(shí)，不容許其他人分閘而引起停電事故，或斷路器負(fù)載側(cè)電路需要維修或不允許通電時(shí)，以防被人誤將斷路器合閘。

低壓空氣斷路器是低壓配電系統(tǒng)的主要設(shè)備，無(wú)論在電氣設(shè)備空載、負(fù)載或短路故障時(shí)，它都應(yīng)能可靠地工作。它的主要作用是保護(hù)線路及設(shè)備，能接通、承載和分?jǐn)嗾ｋ娐窏l件下的電流，也能在規(guī)定的非正常條件下（例如短路條件下）接通、承載電流一定時(shí)間和分?jǐn)嚯娏鞯囊环N機(jī)械開(kāi)關(guān)電器。

低壓空氣斷路器也稱為框架斷路器，框架電流范圍630～6300A，主要用于低壓配電系統(tǒng)的進(jìn)線、母聯(lián)及其他大電流回路。在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)過(guò)斷路器誤跳閘，指的是在系統(tǒng)沒(méi)有短路現(xiàn)象、線路沒(méi)有異常的情況下，斷路器自動(dòng)跳閘。

1）合閘電源消失，如合閘熔斷器、控制熔斷器熔斷或接觸不良。

2）就地控制箱內(nèi)合閘電源小開(kāi)關(guān)未合上

3）斷路器合閘閉鎖動(dòng)作，信號(hào)未復(fù)歸

4）斷路器操作控制箱內(nèi)“遠(yuǎn)方－就地”選擇開(kāi)關(guān)在就地位置

5）控制回路斷線

6）同步回路斷線

7）合閘線圈及合閘回路繼電器燒壞

8）操作繼電器故障

9）控制把手失靈

10）控制開(kāi)關(guān)接點(diǎn)接觸不良

11）斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良

12）操作機(jī)構(gòu)故障

13）直流電壓過(guò)低

14）直流接觸器接點(diǎn)接觸不良

1、幾起空氣斷路器誤跳閘案例

（1） 某陶瓷廠電熱隧道窯配電盤(pán)裝設(shè)一臺(tái)DW15型低壓空氣斷路器，在外部10kV電網(wǎng)遭受雷擊后該DW15型斷路器常出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，使整窯陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量受影響。陶瓷廠電工認(rèn)為該斷路器的質(zhì)量有問(wèn)題，更換同型號(hào)產(chǎn)品后在電網(wǎng)受雷擊時(shí)依舊出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。后筆者到現(xiàn)場(chǎng)檢查斷路器及綜合各方面情況判斷為雷擊10kV線路時(shí)電壓出現(xiàn)瞬時(shí)降低的閃變現(xiàn)象，而該DW15型斷路器的欠壓脫扣器未經(jīng)延時(shí)才造成誤跳閘，欠壓脫扣器經(jīng)加裝延時(shí)繼電器后未再發(fā)生誤跳閘現(xiàn)象。

（2） 某選礦廠一礦粉輸送帶電機(jī)由一臺(tái)DW45型低壓智能空氣斷路器控制，其斷路器分合控制箱安裝于電機(jī)旁。該斷路器在陰雨天氣時(shí)偶爾出現(xiàn)誤跳閘現(xiàn)象，經(jīng)對(duì)斷路器檢查未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，檢查控制箱發(fā)現(xiàn)端子排腐蝕嚴(yán)重且分閘線圈至端子排的配線與直流正電源端子相鄰，根據(jù)故障現(xiàn)象分析為陰雨天氣時(shí)端子排受潮導(dǎo)致分閘線圈與正電源導(dǎo)通引起誤跳閘，經(jīng)更換端子排并對(duì)控制箱密封處理未再發(fā)生誤跳閘現(xiàn)象。

（3）某選礦廠一豎井提升機(jī)電機(jī)由一臺(tái)DW45型低壓智能空氣斷路器控制，在豎井設(shè)備增容后時(shí)常出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，在豎井所有負(fù)載均投入后實(shí)測(cè)配變低壓側(cè)電壓為372V，分析認(rèn)為是豎井設(shè)備增容后導(dǎo)致配變低壓側(cè)輸出電壓偏低造成電機(jī)在低電壓時(shí)有堵轉(zhuǎn)電流產(chǎn)生引起跳閘，在調(diào)整配變運(yùn)行檔位及適當(dāng)調(diào)高斷路器脫扣器整定電流后未再發(fā)生誤跳閘現(xiàn)象。

2、空氣斷路器誤跳閘的原因分析

通過(guò)對(duì)上述幾起誤跳閘案例及空氣斷路器結(jié)構(gòu)、電氣回路原理的分析，可將運(yùn)行中的空氣斷路器發(fā)生誤跳閘的故障分為機(jī)械及電氣兩方面的原因。

2.1 機(jī)械方面故障原因：

（1）合閘維持支架和分閘鎖扣維持不住，造成跳閘。

（2）操作機(jī)構(gòu)故障造成跳閘。

（3）脫扣線圈故障。

2.2 電氣方面故障原因：

（1）電子脫扣器保護(hù)裝置故障或者誤動(dòng)作：由于電子脫扣器內(nèi)部故障，發(fā)出錯(cuò)誤指令使得脫扣裝置動(dòng)作，從而引起斷路器誤跳閘。

（2）電子脫扣器故障整定值不當(dāng)：由于下游出現(xiàn)短暫用電高峰，導(dǎo)致配置超出電子脫扣器的整定值，引起斷路器跳閘。

（3）電流、電壓互感器回路故障：電壓互感器故障，導(dǎo)致電子脫扣器供電電源異常，脫扣器不能正常工作，引起斷路器跳閘；電流互感器故障，導(dǎo)致電子脫扣器檢測(cè)到主回路的電流值不真實(shí)，并且使得電子脫扣器誤判斷，引起斷路器誤跳閘。

（4）測(cè)量鏈路故障：比如額定插塊接觸不良，使得脫扣器檢測(cè)電路回路引入干擾，導(dǎo)致脫扣器誤脫扣。

（5）電子脫扣器與電流互感器之間的連接不牢靠：電子脫扣器通過(guò)電流互感器采樣，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器后送入微處理器處理。圖1為簡(jiǎn)易的采樣等效圖，當(dāng)電流互感器與運(yùn)算放大器之間的連接不穩(wěn)時(shí)，會(huì)有干擾引入，導(dǎo)致電流互感器感應(yīng)電壓E增加。由于E增加，微處理器會(huì)誤以為回路中流過(guò)大電流并發(fā)出脫扣指令，從而使斷路器分閘。

（6）分閘線圈即分勵(lì)脫扣器故障，發(fā)出分閘指令引起誤動(dòng)作：通過(guò)分閘線圈可實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器實(shí)現(xiàn)分閘遙控，當(dāng)分閘線圈出現(xiàn)故障，引起推桿動(dòng)作發(fā)出裝置觸發(fā)命令時(shí)，通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置使得斷路器內(nèi)部分閘裝置動(dòng)作，從而使斷路器跳閘。

（7）欠電壓線圈故障或電網(wǎng)電壓波動(dòng)，發(fā)出欠電壓指令引起誤跳閘：由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大（如母線上其他出線回路短路）引起回路中的電壓出現(xiàn)瞬間降低至額定電壓的70%時(shí)，此時(shí)欠電壓脫扣器會(huì)推桿觸發(fā)，通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置，使得斷路器內(nèi)部分閘裝置動(dòng)作，從而使斷路器跳閘。為了避免由于電壓的瞬降造成誤跳閘，建議在使用欠電壓線圈的同時(shí)配合延時(shí)繼電器使用，延時(shí)時(shí)間可選擇。

（8）二次回路絕緣不良，直流系統(tǒng)發(fā)生兩點(diǎn)接地，二次回路故障導(dǎo)致斷路器誤跳閘。

當(dāng)然，還有部分智能空氣斷路器的電氣故障原因可以根據(jù)電子脫扣器對(duì)應(yīng)的信號(hào)指示燈來(lái)進(jìn)行判斷，這樣對(duì)誤跳閘的判斷可起到事半功倍的作用，如ABB的new Emax系列的電子脫扣器PR121/PR122等產(chǎn)品。

3、運(yùn)行中斷路器誤跳閘故障的判斷及處理

空氣斷路器在運(yùn)行中發(fā)生跳閘故障后可根據(jù)跳閘現(xiàn)象的相關(guān)特征進(jìn)行初步判定是否為誤跳閘。

（1）根據(jù)線路中的實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，確認(rèn)在跳閘前計(jì)量表測(cè)量值正常、信號(hào)指示正常，表示系統(tǒng)無(wú)短路故障或長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載現(xiàn)象。

（2）跳閘后，檢測(cè)該斷路器回路的電流表及有功、無(wú)功表指示為零，確認(rèn)該斷路器確實(shí)跳閘。

（3）跳閘后，檢測(cè)空氣斷路器的復(fù)位按鈕是否彈出，滅弧罩是否存在拉弧痕跡，如無(wú)拉弧，表明系統(tǒng)無(wú)短路故障或長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載現(xiàn)象。

根據(jù)初步判斷的結(jié)果進(jìn)行處理。

（1）若確認(rèn)是由于人員誤碰、誤操作、或受機(jī)械外力振動(dòng)，保護(hù)盤(pán)受外力振動(dòng)等原因引起的誤跳閘，確認(rèn)非開(kāi)關(guān)故障原因，應(yīng)立即將斷路器合閘送電。

（2）如是其他電氣或機(jī)械部分故障，無(wú)法立即恢復(fù)送電的則應(yīng)聯(lián)系相關(guān)人員將誤跳閘斷路器停用，轉(zhuǎn)為檢修處理。

對(duì)高低壓開(kāi)關(guān)柜中的斷路器的控制，就是控制其合閘和分閘。按控制地點(diǎn)分有就地控制和集中控制兩種。在斷路器附近用手操作斷路器的手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)或采用按鈕控制（通過(guò)電磁鐵或電動(dòng)機(jī)）完成合閘、分閘任務(wù)，就是就地操作。這種方式可以一節(jié)省投資、節(jié)省電纜和二次設(shè)備。集中控制是在主控制室進(jìn)行的，如發(fā)電機(jī)、主變壓器、母線分段和母線聯(lián)絡(luò)斷路器等上要設(shè)備，均采用集中控制方式。這種控制方式中被控制的斷路器和主控制室之間一般有幾十米至數(shù)百米距離，所以也稱為“遠(yuǎn)方控制”。

對(duì)斷路器的控制是通過(guò)輔助電路實(shí)現(xiàn)的。在主控制室的控制屏上應(yīng)裝有能發(fā)出合閘、分閘命令的控制開(kāi)關(guān)或按鈕，在斷路器上應(yīng)有執(zhí)行命令的操動(dòng)機(jī)構(gòu)（即合閘、分閘線圈）。控制開(kāi)關(guān)和操動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通過(guò)控制電纜連接起來(lái)。

完成斷路器合閘、分閘任務(wù)的電氣回路稱為控制電路?？刂齐娐钒床僮麟娫吹姆N類可以分為直流操作和交流操作兩類;按采用的接線和設(shè)備分，有強(qiáng)電控制和弱電控制兩類。

1.基本要求

斷路器的型號(hào)很多，操動(dòng)（作）機(jī)構(gòu)也多種多樣，所以它的控制電路也有許多類型。但是，它們的基本要求是相同的。

（1）能手動(dòng)合閘、分閘，也能由繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)合閘、分閘。合閘、分閘操作完成后，應(yīng)能自動(dòng)切斷合、分閘電路，以免燒壞線圈。

（2）能指示斷路器合閘、分閘位置狀態(tài)。斷路器在合閘位置時(shí)，紅色信號(hào)燈亮;在分閘位置時(shí)，綠色信號(hào)燈亮。閃光表示其自動(dòng)合閘、分閘狀態(tài)。控制電路應(yīng)有熔斷器保護(hù)。

（3）能監(jiān)視控制電路和電源的完好性。

（4）具有機(jī)械或電氣的防跳閉鎖裝置。

（5）接線力求簡(jiǎn)單、可靠。

2.幾種控制電路

（1）手動(dòng)、自動(dòng)控制電路。圖1是手動(dòng)、自動(dòng)控制斷路器合1101、分閘的電路。圖中SA為控制開(kāi)關(guān)，它帶有自復(fù)機(jī)構(gòu)，即斷路器操作結(jié)束，手柄會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的中間位置。

QF2和QE，分別表示電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分閘線圈和合閘線圈，KM為合閘接觸器，QF1和QF4是斷路器QF的輔助觸頭，IKAU為rl動(dòng)裝置的常開(kāi)觸頭，KPo是保護(hù)出口繼電器的常開(kāi)觸頭。

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