付煒平，賈志輝，范曉丹，李江龍

（1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050070；2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司，石家莊 050021）

高壓斷路器動(dòng)作電壓合格，一方面可以避免當(dāng)二次直流系統(tǒng)在絕緣降低、高阻接地及強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾等情況下，可能在斷路器分合閘線圈兩端引入暫態(tài)直流電壓，引起斷路器誤動(dòng)作；另一方面可以保證二次直流系統(tǒng)容量不足時(shí)斷路器的可靠動(dòng)作。因此，斷路器動(dòng)作電壓是斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械特性的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對(duì)保證斷路器安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義［1］。

1 高壓斷路器動(dòng)作電壓不合格問(wèn)題

2014年3月，河北省南部電網(wǎng)某500kV 變電站進(jìn)行500kV 斷路器動(dòng)作電壓試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該斷路器分合閘線圈動(dòng)作電壓為40～45V（見(jiàn)表1），不滿足DL／T 393－2010《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》中“當(dāng)電源電壓低至額定值的30%時(shí)不應(yīng)脫扣”的要求。試驗(yàn)采用HD410開(kāi)關(guān)測(cè)試儀、萬(wàn)用表。

表1 斷路器分合閘線圈動(dòng)作電壓及直流電阻

該斷路器為500kV HGIS設(shè)備，設(shè)備型號(hào)為T(mén)115－CB，配用HDS 型液壓機(jī)構(gòu)，分合閘操作電源為DC 220V。現(xiàn)場(chǎng)檢查設(shè)備外觀良好，儲(chǔ)能情況正常。

2 高壓斷路器動(dòng)作電壓影響因素分析

分合閘線圈是高壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的重要元件之一，從能量角度看，其作用是把來(lái)自電源的電能轉(zhuǎn)化為磁能，通過(guò)動(dòng)鐵心的動(dòng)作，撞擊液壓機(jī)構(gòu)的控制閥，使閥門(mén)打開(kāi)從而造成斷路器完成分合閘操作［2］。

式中：I為沖量；F為作用力；t為時(shí)間。

式中：S為行程；a為加速度；t為時(shí)間。

由式（1）、（2）和加速度公式F＝ma（其中，m為鐵心質(zhì)量）可得沖量

根據(jù)電磁鐵原理，線圈電磁力

式中：N為線圈匝數(shù)；U為線圈電壓；R為線圈電阻。

由式（3）、（4）可得：

由于撞擊機(jī)構(gòu)的控制閥門(mén)沖量是一定的，鐵心質(zhì)量是一定的，對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)高壓斷路器，其分合閘線圈匝數(shù)一般也不會(huì)發(fā)生變化，因此運(yùn)行狀態(tài)高壓斷路器，其動(dòng)作電壓主要影響因素為線圈電阻和鐵心行程大小。

3 故障原因及處理措施

現(xiàn)場(chǎng)檢查分合閘線圈無(wú)燒損現(xiàn)象，電磁鐵的鐵心行程不可調(diào)整。測(cè)量線圈直流電阻均在45～48Ω（見(jiàn)表1），而且分合閘控制回路中沒(méi)有串聯(lián)電阻，而通常國(guó)產(chǎn)500kV 斷路器分合閘控制回路電阻值均在100Ω 左右，進(jìn)口500kV 斷路器分合閘控制回路電阻值均在200Ω 左右。因此，判斷造成該型號(hào)斷路器動(dòng)作電壓不合格問(wèn)題的原因?yàn)榫€圈直阻選取過(guò)低所致［3］。

隨后，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員對(duì)斷路器分合閘線圈進(jìn)行了更換，再次進(jìn)行動(dòng)作電壓及直阻試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 更換斷路器分合閘線圈后其動(dòng)作電壓及直流電阻

由表2可知，在線圈電阻值增加至217Ω后，最低動(dòng)作電壓增大到75～100V，滿足規(guī)程要求。

4 結(jié)論及建議

a.目前，該變電站500kV 斷路器分合閘線圈更換工作已經(jīng)全部完成，更換線圈后的斷路器操作電壓試驗(yàn)及機(jī)械特性試驗(yàn)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

b.鑒于該變電站斷路器普遍出現(xiàn)分合閘線圈動(dòng)作電壓偏低的情況，反映出斷路器生產(chǎn)企業(yè)未嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)協(xié)議有關(guān)條款，因此對(duì)于新投運(yùn)變電站有必要在基建驗(yàn)收階段加強(qiáng)動(dòng)作電壓試驗(yàn)抽測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理此類(lèi)問(wèn)題。

c.在檢修工作現(xiàn)場(chǎng)如發(fā)現(xiàn)高壓斷路器動(dòng)作電壓不滿足規(guī)程要求問(wèn)題，首先應(yīng)測(cè)量分合閘線圈直流電阻，如阻值發(fā)生變化應(yīng)對(duì)線圈進(jìn)行更換或?qū)Ψ趾祥l控制回路中串聯(lián)電阻的阻值進(jìn)行調(diào)整。如線圈直流電阻沒(méi)有發(fā)生變化則應(yīng)對(duì)分合閘電磁鐵的鐵心行程進(jìn)行調(diào)整。

［1］宋 杲，崔景春，袁大陸.2004年高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析［J］.電力設(shè)備，2006，7（2）：10－14.

［2］余良國(guó)，陳顯彪.一種斷路器分合閘線圈保護(hù)的方案［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2008，36（23）：101－103，106.

［3］王軼成，劉 波.高壓斷路器防跳回路的選用及注意問(wèn)題［J］.電世界，2003（5）：26－27.