斷路器的閉鎖電磁鐵有什么作用

　　閉鎖電磁鐵的作用是不得電時不得合閘，是一個卡住了合閘按鈕的機構(gòu)，只有得電的合閘按鈕才能按下去。主要防止人員誤碰合閘回路造成事故或小車不到位合閘造成事故，其閉鎖回路還可以與隔離開關、負荷開關等組成電氣聯(lián)鎖鎖。

　　閉鎖電磁鐵是與外部回路配合防止誤合斷路器的（當然也可以用在隔離、負荷開關上）。在斷路器合閘回路中串接了閉鎖的常開輔助點，只有閉鎖得電，合閘回路才會通。閉鎖電磁鐵的頂桿安裝在合閘軸旁，未吸起時，頂桿將鎖住合閘機構(gòu)，使斷路器不能手動合閘。所以說閉鎖未得電時，既能防止電動也能防止手動合閘。

　　斷路器（小車開關）中的閉鎖電磁鐵是在運行或二次插件沒有拔出來的時候一直有電流經(jīng)過電磁鐵，電磁鐵吸合，斷路器能夠合閘，拔出二次插件，電磁鐵無電時，中間鐵芯下落，阻止斷路器合閘。作用就是防止斷路器在拔出二次插件的情況下合閘

　　目前主要有兩種閉鎖電磁鐵：

　　1. 合閘閉鎖電磁鐵，用于鎖合閘，只有給電磁鐵通電，電磁鐵吸合后，斷路器才能合閘，通常用于斷路器間的一個連鎖。比如單母線分斷系統(tǒng)中兩臺進線斷路器，保證只有一臺斷路器投入運行，可以加一個這樣的連鎖。

　　2. 小車閉鎖電磁鐵，是為了防止斷路器被誤搖入或搖出，在試驗位置，只有小車閉鎖電磁鐵得電，斷路器才能搖入，反之在工作位置，只有小車閉鎖電磁鐵得電，斷路器才能搖出。

　　斷路器分合閘原理圖

　　對高低壓開關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，就是就地操作。這種方式可以一節(jié)省投資、節(jié)省電纜和二次設備。集中控制是在主控制室進行的，如發(fā)電機、主變壓器、母線分段和母線聯(lián)絡斷路器等上要設備，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裝有能發(fā)出合閘、分閘命令的控制開關或按鈕，在斷路器上應有執(zhí)行命令的操動機構(gòu)（即合閘、分閘線圈）。控制開關和操動機構(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。

　?。?）能手動合閘、分閘，也能由繼電保護與自動裝置實現(xiàn)自動合閘、分閘。合閘、分閘操作完成后，應能自動切斷合、分閘電路，以免燒壞線圈。

　?。?）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?a target="_blank">熔斷器保護。

　　（3）能監(jiān)視控制電路和電源的完好性。

　?。?）具有機械或電氣的防跳閉鎖裝置。

　?。?）接線力求簡單、可靠。

　　2.幾種控制電路

　?。?）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，它帶有自復機構(gòu)，即斷路器操作結(jié)束，手柄會自動恢復到原來的中間位置。

　　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是保護出口繼電器的常開觸頭。

　　斷路器不能合閘的原因

　　低壓空氣斷路器是低壓配電系統(tǒng)的主要設備，無論在電氣設備空載、負載或短路故障時，它都應能可靠地工作。它的主要作用是保護線路及設備，能接通、承載和分斷正常電路條件下的電流，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斷電流的一種機械開關電器。

　　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)的進線、母聯(lián)及其他大電流回路。在實際應用中出現(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)合閘電源小開關未合上

　　3）斷路器合閘閉鎖動作，信號未復歸

　　4）斷路器操作控制箱內(nèi)“遠方－就地”選擇開關在就地位置

　　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

　?。?） 某陶瓷廠電熱隧道窯配電盤裝設一臺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致分閘線圈與正電源導通引起誤跳閘，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。

　?。?）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，在豎井設備增容后時常出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，在豎井所有負載均投入后實測配變低壓側(cè)電壓為372V，分析認為是豎井設備增容后導致配變低壓側(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。

　?。?）操作機構(gòu)故障造成跳閘。

　?。?）脫扣線圈故障。

　　2.2 電氣方面故障原因：

　?。?）電子脫扣器保護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。

　?。?）電子脫扣器故障整定值不當：由于下游出現(xiàn)短暫用電高峰，導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。

　?。?）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，導致電流互感器感應電壓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。

　?。?）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。

　?。?）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。

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

　　當然，還有部分智能空氣斷路器的電氣故障原因可以根據(jù)電子脫扣器對應的信號指示燈來進行判斷，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)象的相關特征進行初步判定是否為誤跳閘。

　?。?）根據(jù)線路中的實時檢測系統(tǒng)，確認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。

　?。?）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，確認該斷路器確實跳閘。

　?。?）跳閘后，檢測空氣斷路器的復位按鈕是否彈出，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)果進行處理。

　?。?）若確認是由于人員誤碰、誤操作、或受機械外力振動，保護盤受外力振動等原因引起的誤跳閘，確認非開關故障原因，應立即將斷路器合閘送電。

　?。?）如是其他電氣或機械部分故障，無法立即恢復送電的則應聯(lián)系相關人員將誤跳閘斷路器停用，轉(zhuǎn)為檢修處理。

　　4、結(jié)束語

　　低壓空氣斷路器的應用范圍廣泛，誤跳閘雖不常發(fā)生，但了解其產(chǎn)生的故障機理可幫助快速查找及確定故障性質(zhì)，對盡快恢復送電及提高維護人員技能水平有積極的意義。