引言

高壓真空接觸器有著開斷速度快,可頻繁操作,不易形成電弧復(fù)燃,機械壽命長,檢修維護量相對較小等優(yōu)點,但如果真空接觸器發(fā)生分閘故障,則會給被保護設(shè)備帶來較大的安全風(fēng)險,甚至發(fā)生設(shè)備、人身安全事故。

下面針對某電廠發(fā)生的一起10kV真空接觸器分閘故障的檢查經(jīng)過進行詳細介紹,結(jié)合故障現(xiàn)象對分閘故障的原因進行分析,并提出有針對性的防范措施。

1設(shè)備簡介

某電廠10kV真空接觸器是由通用電氣設(shè)備公司生產(chǎn)的三相交流戶內(nèi)控制電氣設(shè)備,采用模塊疊加式總體結(jié)構(gòu)布局,主要由交流高壓真空接觸器、熔斷器、底盤車和其他輔助元件組成。

該型真空接觸器動作原理如下:接觸器合閘時,合閘電磁鐵通過操作機構(gòu)使接觸器合閘,并由機械合閘鎖扣裝置使接觸器保持合閘狀態(tài),同時將分閘彈簧壓縮,為分閘做準(zhǔn)備:分閘時,分閘電磁鐵動作使合閘鎖扣裝置解扣,由分閘彈簧操作機構(gòu)完成分閘。

2事件經(jīng)過

某日,運行人員在執(zhí)行#8甲帶式輸送機停運操作時發(fā)現(xiàn)通過DCs無法將設(shè)備停運,監(jiān)控裝置#8甲帶式輸送機"控制電源消失"報警發(fā)出。

就地檢查#8甲帶式輸送機開關(guān)柜控制電源空開跳閘,真空接觸器本體位置有焦蝴味,判斷真空接觸器分閘線圈燒損。經(jīng)運行專工許可,使用絕緣桿將真空接觸器本體機械分閘,#8甲帶式輸送機停運。

3檢查經(jīng)過

(1)將真空接觸器本體拖出后,測量直流電源回路、外部控制回路絕緣為500MΩ(直流電源回路絕緣標(biāo)準(zhǔn)≥10MΩ,操作回路、保護回路絕緣標(biāo)準(zhǔn)≥1MΩ),絕緣合格。

(2)檢查分閘電磁鐵鎖扣滾子與合閘電磁鐵的合閘鎖扣間[3]無明顯卡澀痕跡,分閘彈簧間未見異物及明顯形變。檢查分閘電磁鐵絞軸有輕微彎曲變形,如圖1所示。

(3)拆下分閘單元檢查,分閘線圈表面絕緣層燒焦,如圖2所示,測量真空接觸器分閘線圈直阻心(正常值9.5～10Ω),判斷分閘線圈燒損斷線。

圖1分閘電磁鐵絞軸

圖2分閘線圈燒損情況

(4)測量KM2分閘接觸器接點阻值,在10～41.8Ω范圍內(nèi)變化。

(5)更換分閘線圈后進行機械特性試驗,分合閘5次特性均合格,但分閘時間不穩(wěn)定,在18～51ms范圍內(nèi)變化,如表1所示。

表1機械特性分閘時間統(tǒng)計表

4原因分析

(1)#8甲帶式輸送機控制電源空開跳閘的原因:真空接觸器分閘線圈長期帶電,線圈過熱導(dǎo)致絕緣損壞,絕緣損壞后首先發(fā)生匝間短路,回路電流突增,導(dǎo)致空開過流跳閘。

（2）真空接觸器分閘線圈長期帶電原因分析:

1）分閘線圈制造質(zhì)量工藝原因,造成長期分閘后線圈本體軸向膨脹,阻礙合閘機構(gòu)脫扣,導(dǎo)致線圈長期帶電燒損。

將燒損線圈與備品線圈進行對比(圖3）,軸向高度基本一致,排除該原因。

圖3燒損線圈與備品線圈對比圖

2）真空接觸器分閘電磁鐵絞軸在長期分閘電磁力作用下發(fā)生輕微彎曲變形,存在分閘回路接通后機構(gòu)卡澀,分閘線圈長期帶電燒損的可能。從機械特性分閘時間不穩(wěn)定來看,該因素是存在的。

3）分閘控制回路電壓降較大,導(dǎo)致電壓達不到線圈分閘電壓的動作值,使分閘線圈長時間帶電燒損。

該型真空接觸器分閘回路(圖4）串接KM2的兩對輔助觸點,在分閘回路接通后,KM2的輔助觸點閉合,分閘線圈得電后吸合分閘機構(gòu),分閘滾子與合閘鎖扣脫開完成分閘。經(jīng)測量,KM2觸點的接觸電阻為10～41.8Ω,分閘直阻為9.6Ω,經(jīng)輔助觸點分壓,分閘線圈電壓在20～54V范圍達不到分閘線圈最低可靠動作電壓值(71.5V）,導(dǎo)致分閘線圈長時間帶電但無法分閘,線圈燒損。

綜上,分析該型真空接觸器分閘失敗的原因為:分閘回路接通瞬間分閘機構(gòu)卡澀,分閘線圈長時間帶電損壞:或者分閘控制線圈電壓降較高,電壓已經(jīng)達不到線圈分閘電壓的動作值,造成分閘線圈長時間帶電燒損。

5防范措施

做好真空接觸器設(shè)備的定檢定修及隱患排查工作。

（1）結(jié)合設(shè)備檢修檢查真空接觸器分閘機構(gòu)有無變形等異常,對分合閘機構(gòu)進行潤滑:嚴格按預(yù)試規(guī)程及反措要求進行電氣試驗及數(shù)據(jù)分析比對,如有試驗數(shù)據(jù)異常必須查明原因并處理合格,之后真空接觸器方可投運。

(2）結(jié)合設(shè)備檢修對真空接觸器分閘、合閘回路輔助接點接觸電阻進行測量,如阻值偏大或阻值不穩(wěn)定,則進行檢修或更換處理。

6結(jié)語

本文對一起10kV真空接觸器分閘故障的檢查經(jīng)過、原因分析及防范措施進行了詳細闡述,對后期預(yù)防該類事件的發(fā)生具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。