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(shí)不得合閘，是一個(gè)卡住了合閘按鈕的機(jī)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(guān)、負(fù)荷開關(guān)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(dāng)然也可以用在隔離、負(fù)荷開關(guān)上）。在斷路器合閘回路中串接了閉鎖的常開輔助點(diǎn)，只有閉鎖得電，合閘回路才會(huì)通。閉鎖電磁鐵的頂桿安裝在合閘軸旁，未吸起時(shí)，頂桿將鎖住合閘機(jī)構(gòu)，使斷路器不能手動(dòng)合閘。所以說閉鎖未得電時(shí)，既能防止電動(dòng)也能防止手動(dòng)合閘。

　　斷路器（小車開關(guān)）中的閉鎖電磁鐵是在運(yùn)行或二次插件沒有拔出來的時(shí)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(shí)，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(gè)連鎖。比如單母線分?jǐn)嘞到y(tǒng)中兩臺(tái)進(jìn)線斷路器，保證只有一臺(tái)斷路器投入運(yùn)行，可以加一個(gè)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(yàn)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(duì)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(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）。控制開關(guān)和操動(dòng)機(jī)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(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。

　?。?）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。

　?。?）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)?？刂齐娐窇?yīng)有熔斷器保護(hù)。

　?。?）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。

　?。?）接線力求簡(jiǎn)單、可靠。

　　2.幾種控制電路

　?。?）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)裝置的常開觸頭，KPo是保護(hù)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(shè)備，無論在電氣設(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(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(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

　?。?） 某陶瓷廠電熱隧道窯配電盤裝設(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。

　?。?） 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：

　?。?）合閘維持支架和分閘鎖扣維持不住，造成跳閘。

　?。?）操作機(jī)構(gòu)故障造成跳閘。

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）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(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(lì)脫扣器故障，發(fā)出分閘指令引起誤動(dòng)作：通過分閘線圈可實(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。

　?。?）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)無短路故障或長(zhǎng)時(shí)間過載現(xiàn)象。

　?。?）跳閘后，檢測(cè)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(shí)跳閘。

　?。?）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，如無拉弧，表明系統(tǒng)無短路故障或長(zhǎng)時(shí)間過載現(xiàn)象。

　　根據(jù)初步判斷的結(jié)果進(jìn)行處理。

　?。?）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)盤受外力振動(dòng)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。

　?。?）如是其他電氣或機(jī)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。

　　4、結(jié)束語(yǔ)

　　低壓空氣斷路器的應(yīng)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(jī)理可幫助快速查找及確定故障性質(zhì)，對(duì)盡快恢復(fù)送電及提高維護(hù)人員技能水平有積極的意義。