合閘線圈

這個屬于電氣方面的專業(yè)術(shù)語。

合閘線圈是高壓斷路器中的電動合閘部分的核心部件，使用銅線繞成的有空心的圓柱形線圈。

在高壓斷路器中，合閘是利用給合閘線圈通電后的電磁作用，把電能轉(zhuǎn)化為機械能，使合閘線圈的銜鐵來撞擊斷路器的合閘操動機構(gòu)，達到使斷路器合閘的目的。

符號XF代表合閘線圈

國網(wǎng)泉州供電公司的研究人員劉煌煌，在2016年第10期《電氣技術(shù)》雜志上撰文，針對某變電站110kV高壓SF6斷路器，儲能接點故障引起合閘控制回路線圈燒毀的原因進行分析，并對儲能與合閘控制回路進行改進及提出相應(yīng)的防范措施。

高壓六氟化硫斷路器系三相交流50Hz戶外高壓電器設(shè)備，該類型斷路器采用自能滅弧室結(jié)構(gòu)，配用彈簧操作機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠，因此，廣泛用于輸變電線路的控制和保護，也可作聯(lián)絡(luò)型斷路器使用。

某變電站的110kV系統(tǒng)選用該類型的斷路器，但隨著投運年限的不斷增加，二次回路中的不完善部分逐漸暴露出來，特別是儲能回路引起合閘線圈燒毀的故障頻繁發(fā)生，本文以該型號斷路器運行時發(fā)生的特殊故障為例，進行分析并提出相應(yīng)的改進措施。

1 故障現(xiàn)象

某220kV變電站110kVSF6斷路器配用彈簧操作機構(gòu)作為儲能裝置，在斷路器處于分閘狀態(tài)，合閘電氣回路指示正常的情況下，運行人員發(fā)出合閘操作信號，斷路器不但無法合閘，而且合閘線圈被燒毀，為什么合閘條件都滿足，還會出現(xiàn)這種特殊故障呢，為了避免類似故障的再次發(fā)生必須進行認真的研究分析。

2 故障分析

該型號斷路器在合閘控制回路中的YF為“就地/遠方”轉(zhuǎn)換開關(guān)（如圖1所示），當(dāng)需要遠方合閘時，操作電源正極通過C7→YF觸點3-4→防跳輔助繼電器52Y常閉觸點31-32→彈簧儲能繼電器99CN常閉觸點21-22→繼電器49MX常閉觸點31-32→合閘彈簧狀態(tài)監(jiān)視繼電器33HBX常閉觸點31-32→斷路器輔助常閉觸點1-2、5-6→合閘線圈52C→SF6氣體低壓閉鎖繼電器63GLX常閉觸點31-32→操作控制電源負極，當(dāng)電源電壓加在合閘線圈52C，電磁鐵動作使斷路器合閘。

基于以上回路分析，合閘線圈52C要得電必須滿足以下四個條件：(1)52Y、49MX，33HBX線圈不得電，其常閉觸點31-32在合閘控制回路中接通；(2) 99CN線圈不得電，其常閉觸點21-22接通合閘控制回路；(3) 52B在分閘位置，其輔助常閉觸點1-2、5-6接通合閘控制回路；(4) SF6氣體繼電器63GLX常閉觸點31-32閉合，接通合閘控制回路。

通過分析可知，當(dāng)上述條件均達到時，控制電壓才能加在線圈上，從而造成合閘線圈的燒毀故障。打開機構(gòu)箱初步檢查，發(fā)現(xiàn)SF6氣體壓力表指示正常，而合閘彈簧機械指示無儲能，為什么在未儲能的情況下，合閘回路能導(dǎo)通呢。因此，需要進一步對合閘彈簧儲能回路進行檢查。

由圖1中的電機儲能回路可知，該斷路器合閘彈簧未儲能時，安裝于斷路器機構(gòu)背面的儲能限位開關(guān)33Hb的常閉觸點C-NC同時控制99CN和33HBX繼電器，接通直流控制電源正極：

(1) 彈簧儲能繼電器99CN得電動作，其電源接通電機回路，合閘彈簧電動儲能；同時，99CN常閉觸點21-22在合閘控制回路中斷開，避免了斷路器在彈簧儲能過程中誤合閘。

(2) 當(dāng)合閘彈簧狀態(tài)監(jiān)視輔助繼電器33HBX線圈得電后，接在合閘控制回路中的33HBX常閉觸點31-32斷開，這樣可保證彈簧在儲能過程中，斷路器二次合閘回路處于斷開的位置，與99CN常閉觸點21-22具有可靠雙重的閉鎖作用。

當(dāng)彈簧儲能到位后，儲能機構(gòu)的機械部件將儲能限位開關(guān)33Hb常閉觸點C-NC斷開，99CN、33HBX線圈失電，儲能結(jié)束，99CN常閉觸點21-22及33HBX常閉觸點31-32接通合閘控制回路。

由元件接線圖中觸點的作用可知，只有99CN、33HBX繼電器在得電啟動狀態(tài)下才能閉鎖合閘回路。故根據(jù)以上分析判斷可能是儲能限位開關(guān)33Hb的常閉觸點C-NC故障造成電機無法儲能。

圖1 原SF6斷路器合閘控制回路

檢修人員現(xiàn)場打開斷路器機構(gòu)后蓋板，拆下儲能限位開關(guān)，經(jīng)檢查測量后發(fā)現(xiàn)儲能限位開關(guān)33Hb在儲能過程中內(nèi)部觸點已損壞，使電源無法通過其C-NC常閉觸點，99CN和33HBX的線圈就無法得到電源。

99CN接觸器未動作，電源無法接通儲能電機，同時99CN常閉觸點21-22及33HBX常閉觸點31-32長期接通合閘回路，由于斷路器彈簧機構(gòu)沒儲能，而合閘二次回路又導(dǎo)通，這樣不僅斷路器無法正常合閘，還會燒毀合閘線圈。

3 處理與改造

本文所述的特殊故障若只對儲能限位開關(guān)進行更換是不能在實質(zhì)上解決問題的。由于設(shè)計不合理和聯(lián)閉鎖機制不夠完善，致使儲能限位開關(guān)一旦損壞就會導(dǎo)致合閘回路故障，因此對儲能及合閘控制回路作出以下改造。

（1）儲能限位開關(guān)33Hb是由一對常閉觸點和一對常開觸點組成的，兩對觸點之間相互機械聯(lián)鎖。根據(jù)行程開關(guān)的特點進行以下改造：將33Hb的常閉觸點C-NC接于99CN線圈，如圖2所示，此改造保留原來在儲能過程中，斷路器合閘回路斷開無法合閘的功能；

利用33Hb的常開觸點O-NO接于33HBX線圈，彈簧儲能到位后，33Hb的常開觸點O-NO閉合接通33HBX線圈。同時，將繼電器33HBX接在合閘控制回路中的常閉觸點31-32拆除，改接33HBX的常開觸點43-44。

以上改造把原來一對觸點帶二個繼電器，改為一對觸點各帶一個繼電器，這樣可以保證在未儲能及儲能過程中，合閘控制回路無法導(dǎo)通，只有在彈簧儲能到位后，33HBX線圈得電，常開觸點43-44閉合才可能接通合閘控制回路，同時也降低了儲能限位開關(guān)的長期負荷，延長了使用壽命。

（2）增加一個時間繼電器T。將繼電器33HBX的常閉觸點31-32串聯(lián)時間繼電器線圈，并整定時間繼電器的動作時限為15s，略大于斷路器的彈簧儲能時間。

增加時間繼電器可以實現(xiàn)，當(dāng)彈簧未儲能和儲能的15s過程中，33HBX線圈未得電，常閉觸點31-32閉合，時間繼電器發(fā)出未儲能的信號；當(dāng)彈簧儲能到位后，33HBX得電動作，常閉觸點31-32斷開，時間繼電器停止發(fā)出未儲能信號，則表示儲能成功。

圖2 改造后的SF6斷路器合閘控制回路

4 結(jié)語

本文針對某110kV SF6斷路器控制回路中的缺陷進行改造，把儲能限位開關(guān)常開觸點，串接到99CN的電機控制回路中，將串接于合閘控制回路中的33HBX繼電器常閉觸點替換成常開觸點，確保了只有在機械部件壓住儲能限位開關(guān)33Hb，即彈簧儲能到位后，33HBX繼電器動作，才能接通合閘控制回路。

同時，增加時間繼電器具備了儲能信號的報警功能。改造后的斷路器合閘控制回路，不僅接線簡單可靠，還能幫助運行人員快速判斷是否儲能，能夠有效防止未儲能引起線圈燒毀的故障。

經(jīng)改造投運后，該型號斷路器二次回路各項指標運行正常，參數(shù)測試正確，分合閘時無異常故障發(fā)生。

⑴所有二次接線清掃、檢查、緊固。

⑵輔助開關(guān)檢查。

⑶分合閘線圈檢查。

⑷輔助繼電器清掃檢查。

⑸儲能馬達清掃檢查。

供給控制、信號、自動裝置、繼電保護、開關(guān)電器跳、合閘線圈、事故照明的獨立能源。