本文主要是關(guān)于萬能斷路器的相關(guān)介紹,并詳盡分析了萬能斷路器合不上閘的原因及其解決方法。
斷路器斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正常回路條件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異?;芈窏l件下的電流的開關(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。
斷路器可用來分配電能,不頻繁地啟動異步電動機,對電源線路及電動機等實行保護(hù),當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路,其功能相當(dāng)于熔斷器式開關(guān)與過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。
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輔助觸頭:與斷路器主電路分、合機構(gòu)機械上連動的觸頭,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斷路器的分合,對其相關(guān)電器實施控制或聯(lián)鎖。例如向信號燈、繼電器等輸出信號。塑殼斷路器殼架等級額定電流100A為單斷點轉(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;殼架等級額定電流400A及以上可裝兩常開、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。
報警觸頭:用于斷路器事故的報警觸頭,且此觸頭只有當(dāng)斷路器脫扣分?jǐn)嗪蟛艅幼?,主要用于斷路器的?fù)載出現(xiàn)過載短路或欠電壓等故障時而自由脫扣,報警觸頭從原來的常開位置轉(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率不太多,因而報警觸頭的壽命是斷路器壽命的1/10。報警觸頭的工作電流一般不會超過1A。
分勵脫扣器:分勵脫扣器是一種用電壓源激勵的脫扣器,它的電壓與主電路電壓無關(guān)。分勵脫扣器是一種遠(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,就能可靠性的分?jǐn)鄶嗦菲鳌7謩蠲摽燮魇嵌虝r工作制,線圈通電時間一般不能超過1S,否則線就會被燒毀。塑殼斷路器為防止線圈燒毀,在分勵脫扣線圈串聯(lián)一個微動開關(guān),當(dāng)分勵脫扣器通過銜鐵吸合,微動開關(guān)從常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換成常開,由于分勵脫扣器電源的控制線路被切斷,即使人為的按住按鈕,分勵線圈始終不會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,微動開關(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,使斷路器有延時或無延時斷開的一種脫扣器,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,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,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,能自動斷開斷路器切斷電源,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,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
電動操作機構(gòu):這是一種是用于遠(yuǎn)距離自動分閘和合閘斷路器的一種附件,電動操作機構(gòu)有電動機操作機構(gòu)和電磁鐵操作機構(gòu)兩種,電動機操作機構(gòu)為塑殼式斷路器殼架等級額定電流400A及以上斷路器,電磁鐵操作機構(gòu)適用于塑殼斷路器殼架等級額定電流225A及以下斷路器,無論是電磁鐵或電動機,它們的吸合和轉(zhuǎn)動方向都是相同,僅由電動操作機構(gòu)內(nèi)部的凸輪的位置來達(dá)到合、分,斷路器在用電動機構(gòu)操作時,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)動操作手柄:適用于塑殼斷路器,在斷路器的蓋上裝轉(zhuǎn)動操作手柄的機構(gòu),手柄的轉(zhuǎn)軸裝在它的機構(gòu)配合孔內(nèi),轉(zhuǎn)軸的另一頭穿過抽屜柜的門孔,旋轉(zhuǎn)手柄的把手裝在成套裝置的門上面所露出的轉(zhuǎn)軸頭,把手的圓形或方形座用螺釘固定的門上,這樣的安裝能使操作者在門外通過手柄的把手順時針或逆時針轉(zhuǎn)動,來確保斷路器的合閘或分閘。同時轉(zhuǎn)動手柄能保證斷路器處于合閘時,柜門不能開啟;只有轉(zhuǎn)動手柄處于分閘或再扣,開關(guān)板的門才能打開。在緊急情況下,斷路器處于“合閘”而需要打開門板時,可按動轉(zhuǎn)動手柄座邊上的紅色釋放按鈕。
加長手柄:是一種外部加長手柄,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。主要用于斷路器處于合閘。
工作狀態(tài)時,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,以防被人誤將斷路器合閘。
萬能斷路器合不上閘的原因低壓空氣斷路器是低壓配電系統(tǒng)的主要設(shè)備,無論在電氣設(shè)備空載、負(fù)載或短路故障時,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、承載電流一定時間和分?jǐn)嚯娏鞯囊环N機械開關(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。在實際應(yīng)用中出現(xiàn)過斷路器誤跳閘,指的是在系統(tǒng)沒有短路現(xiàn)象、線路沒有異常的情況下,斷路器自動跳閘。
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)合閘電源小開關(guān)未合上
3)斷路器合閘閉鎖動作,信號未復(fù)歸
4)斷路器操作控制箱內(nèi)“遠(yuǎn)方-就地”選擇開關(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)控制開關(guān)接點接觸不良
11)斷路器輔助接點接觸不良
12)操作機構(gòu)故障
13)直流電壓過低
14)直流接觸器接點接觸不良
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裝設(shè)一臺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)量有問題,更換同型號產(chǎn)品后在電網(wǎng)受雷擊時依舊出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。后筆者到現(xiàn)場檢查斷路器及綜合各方面情況判斷為雷擊10kV線路時電壓出現(xiàn)瞬時降低的閃變現(xiàn)象,而該DW15型斷路器的欠壓脫扣器未經(jīng)延時才造成誤跳閘,欠壓脫扣器經(jīng)加裝延時繼電器后未再發(fā)生誤跳閘現(xiàn)象。
(2) 某選礦廠一礦粉輸送帶電機由一臺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旁。該斷路器在陰雨天氣時偶爾出現(xiàn)誤跳閘現(xiàn)象,經(jīng)對斷路器檢查未發(fā)現(xiàn)問題,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電機由一臺DW45型低壓智能空氣斷路器控制,在豎井設(shè)備增容后時常出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象,在豎井所有負(fù)載均投入后實測配變低壓側(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在低電壓時有堵轉(zhuǎn)電流產(chǎn)生引起跳閘,在調(diào)整配變運行檔位及適當(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
通過對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,可將運行中的空氣斷路器發(fā)生誤跳閘的故障分為機械及電氣兩方面的原因。
2.1 機械方面故障原因:
(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)裝置故障或者誤動作:由于電子脫扣器內(nèi)部故障,發(fā)出錯誤指令使得脫扣裝置動作,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)致電子脫扣器檢測到主回路的電流值不真實,并且使得電子脫扣器誤判斷,引起斷路器誤跳閘。
(4)測量鏈路故障:比如額定插塊接觸不良,使得脫扣器檢測電路回路引入干擾,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:電子脫扣器通過電流互感器采樣,經(jīng)過運算放大器后送入微處理器處理。圖1為簡易的采樣等效圖,當(dāng)電流互感器與運算放大器之間的連接不穩(wěn)時,會有干擾引入,導(dǎo)致電流互感器感應(yīng)電壓E增加。由于E增加,微處理器會誤以為回路中流過大電流并發(fā)出脫扣指令,從而使斷路器分閘。
(6)分閘線圈即分勵脫扣器故障,發(fā)出分閘指令引起誤動作:通過分閘線圈可實現(xiàn)對斷路器實現(xiàn)分閘遙控,當(dāng)分閘線圈出現(xiàn)故障,引起推桿動作發(fā)出裝置觸發(fā)命令時,通過機械聯(lián)動裝置使得斷路器內(nèi)部分閘裝置動作,從而使斷路器跳閘。
(7)欠電壓線圈故障或電網(wǎng)電壓波動,發(fā)出欠電壓指令引起誤跳閘:由于電網(wǎng)電壓波動較大(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,此時欠電壓脫扣器會推桿觸發(fā),通過機械聯(lián)動裝置,使得斷路器內(nèi)部分閘裝置動作,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配合延時繼電器使用,延時時間可選擇。
(8)二次回路絕緣不良,直流系統(tǒng)發(fā)生兩點接地,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)電子脫扣器對應(yīng)的信號指示燈來進(jìn)行判斷,這樣對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、運行中斷路器誤跳閘故障的判斷及處理
空氣斷路器在運行中發(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)線路中的實時檢測系統(tǒng),確認(rèn)在跳閘前計量表測量值正常、信號指示正常,表示系統(tǒng)無短路故障或長時間過載現(xiàn)象。
(2)跳閘后,檢測該斷路器回路的電流表及有功、無功表指示為零,確認(rèn)該斷路器確實跳閘。
(3)跳閘后,檢測空氣斷路器的復(fù)位按鈕是否彈出,滅弧罩是否存在拉弧痕跡,如無拉弧,表明系統(tǒng)無短路故障或長時間過載現(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、或受機械外力振動,保護(hù)盤受外力振動等原因引起的誤跳閘,確認(rèn)非開關(guān)故障原因,應(yīng)立即將斷路器合閘送電。
(2)如是其他電氣或機械部分故障,無法立即恢復(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。
斷路器分合閘原理圖對高低壓開關(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操作機構(gòu)或采用按鈕控制(通過電磁鐵或電動機)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、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”。
對斷路器的控制是通過輔助電路實現(xiàn)的。在主控制室的控制屏上應(yīng)裝有能發(fā)出合閘、分閘命令的控制開關(guān)或按鈕,在斷路器上應(yīng)有執(zhí)行命令的操動機構(gòu)(即合閘、分閘線圈)??刂崎_關(guān)和操動機構(gòu)之間通過控制電纜連接起來。
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,有強電控制和弱電控制兩類。
1.基本要求
斷路器的型號很多,操動(作)機構(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)能手動合閘、分閘,也能由繼電保護(hù)與自動裝置實現(xiàn)自動合閘、分閘。合閘、分閘操作完成后,應(yīng)能自動切斷合、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,紅色信號燈亮;在分閘位置時,綠色信號燈亮。閃光表示其自動合閘、分閘狀態(tài)??刂齐娐窇?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)具有機械或電氣的防跳閉鎖裝置。
(5)接線力求簡單、可靠。
2.幾種控制電路
(1)手動、自動控制電路。圖1是手動、自動控制斷路器合1101、分閘的電路。圖中SA為控制開關(guān),它帶有自復(fù)機構(gòu),即斷路器操作結(jié)束,手柄會自動恢復(fù)到原來的中間位置。
QF2和QE,分別表示電磁操動機構(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動裝置的常開觸頭,KPo是保護(hù)出口繼電器的常開觸頭。
結(jié)語關(guān)于萬能斷路器的合不上閘的原因探討就介紹到這了,如有不足之處歡迎指正。
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