一起船舶全能式气体断路器跳电常见故障的解析

 中国大唐集团科技进步研究所有限责任公司华东子公司的科学研究工作人员樊修真，在2019年第12期《电气技术》报刊上发文，对一起船舶全能式气体断路器运作中产生偷跳的常见故障开展解析。根据检验电源开关本身断路器、磁铁线圈、动作电压等，对保护器动作状况、控制回路小型继电器、操纵电缆的抗干扰能力、二次接线端子介电强度能等开展查验，综合性解析搜索跳电缘故，并采用一定对策开展更新改造，以防止电源开关偷跳的再次出现。

 底压气体断路器是工业化生产中广泛选用的电器设备，受生产工艺流程及软件环境影响要素的危害，运作中常常产生误动状况。文中详细介绍了一起发电厂底压母线槽三相五线电源总开关误动跳电造成的加热炉救火安全事故。

 根据对很多气体断路器开展机械设备特点实验与在试验室对控制回路的抗干扰能力仿真模拟检验，发觉造成气体断路器误动的关键缘故是断路器分重合闸弹黄组织特性降低和控制回路布线不科学导致的抗干扰性降低。根据拆换弹黄组织和更新改造控制回路，合理地降低了断路器的误动频次，提升了机器设备运作的可信性。

 1安全事故历经

 某工厂发电机组带负载运作，380v工作中ⅲ、ⅳ段母线槽各自由3、4号工作中变电器供电系统运作，并且为12台给粉机出示开关电源，给粉开关电源ⅰ路源自工作中ⅲ段，给粉开关电源ⅱ路源自工作中ⅳ段，给粉开关电源ⅰ、ⅱ路各带6台给粉机。380v工作中ⅳ段电源总开关忽然跳电，该母线槽段带的6台给粉机所有终止运作。3号炉一次风闸阀开关电源转换時间与隔热逻辑性不配对，导致3号炉加热炉主然料跳电（mft）。

 经查验，380v工作中ⅳ段三相五线开关电源442电源开关跳电，4号工作中变三相五线441电源开关为重合闸情况，441电源开关保护器无动作警报，别的机器设备无出现异常。常见故障电源开关系统图如图所示1图示。

 图1常见故障电源开关系统图

 2电源开关重合闸和分闸的基本原理解析

 该厂一期380v底压厂用电系统软件75kw左右电机采用的是進口型号规格为ah系列产品，国内生产制造的型号规格为dw914系列产品。断路器由触碰系统软件、电脑操作系统和断路器3一部分构成。触碰系统软件中断路器有主、弧断路器两种，弧断路器在于主断路器接入，而晚于主断路器断掉，便于限定主接触点的电损坏，当弧断路器触点薄厚低于原薄厚1/3时能够便捷地拆换。三相断路器用两色挡板分离，被固定不动于3个单独的带灭弧栅的封闭式区域内，具备优良的灭弧特性。

 断路器的电脑操作系统为电磁线圈合闭方法。在85%～110%额定值电压范围之内断路器靠谱合闭，分励脱扣器在70%～110%范围之内靠谱断掉。断路器的輔助电源开关安裝在左上角，一般均为5对常开触点和5对常闭触点。电磁线圈重合闸实际操作控制回路基本原理如图所示2图示。

 图2电磁线圈重合闸实际操作控制回路电路原理图

 动作基本原理：在+、被接入开关电源后，按住sb1按键，①、③接入，历经輔助电源开关s1和限位开关sa，电磁线圈k接电源，断路器q合闭，电磁线圈ya2接电源，动铁芯迅速吸合，断路器进行合闭。在电磁线圈k接电源后，sa常闭触点断掉，故重合闸按键接入一次，只有合闭一次，以避免重合闸。

 分闸实际操作电路原理如图所示3图示。

 图3分闸实际操作电路原理图

 动作基本原理：在断路器合闭后，常开輔助电源开关s1合闭，在开关电源接电源后，手动式按住分闸按键sb2，分励脱扣器ya1电磁线圈接电源，吸合断路器动作，断路器分闸。标志标记清单见表1。

 表1标志标记统计表

 3断路器预试实验

 各自相同种类断路器和一部分电源开关分闸电磁线圈的接电源开展实验。此种类电源开关分闸是借助分闸电磁线圈励磁调节器造成的磁场力使铁芯动作，铁芯碰撞电源开关组织的跳电挚子，推动曲轴动作，使组织脱扣器分闸。分闸铁芯是自回归式的，其动作时要摆脱回归弹黄的弹性。拆换弹黄以提升弹黄的弹性，可提升电源开关的动作电压。

 根据各自相同种类的15台断路器的实验数据信息开展统计分析能够看得出，在其中有5台断路器以前出現过偷跳状况，返修率为33%。在对在其中11台断路器的分闸电磁线圈最少动作电压值开展检验后发觉，有6台动作电压小于33v，不符合技术规范规定，不良率为54.5%。对7台断路器的分闸电磁线圈开展调节，调节后动作电压均超出43v，考虑技术规范规定。

 根据实验证实，该种类断路器分闸电磁线圈动作电压稍低的关键缘故是常见故障跳电，能够根据提升分闸弹黄弹性的方式来提升动作电压值，以提升机器设备的抗干扰能力。

 4仿真模拟实验

 该断路器的操纵电缆驱动力电缆存有交叉式重合铺设的状况，开关电源控制回路沒有安置沟通交流串直流电检测设备，在控制回路中有将会串入交流电流，使控制回路影响电压上升。若选用另外好几条电缆并行处理铺设，由于电缆对地接触电阻的存有，则间距较近的电缆一样会造成一定的磁感应电压，危害控制回路数据信号。试验室仿真模拟全过程以下。

 被测电缆型号规格为zr-rvvp，规格型号为4×1.0mm2，电缆长短为100m。

 实验表明：电缆a和电缆b均为四芯电缆，二根电缆并列置放。实验开关电源源自双孔电源插座，实验时将必须充压的线芯接火线零线，零线被接进另一物块的某一点处做为公共性端。精确测量某一线芯的电压即精确测量该线芯对公共性web端电压。电缆a的模型平面图如图所示4图示。

 图4电缆a的模型平面图

 实验前需提前准备的电缆a四芯电缆等效电容器值见表3。

 表3四芯电缆等效电容器值

 对于6种不一样布线方法各自检测四芯电缆的磁感应电压，其检测結果见表4。

 表4四芯电缆磁感应电压检测結果

 检测时，将公共性端与地面靠谱相接，计划方案编号1和2的布线方法如图所示5图示。计划方案编号3—6中并联电阻r1和r2的布线方法如图所示6图示。

 图5发电机组程序控制布线电路原理图

 在发电机组程序控制基本原理中，各自在dcs上远程控制重合闸或是远程控制分闸时，触点v1、v2或是将v3、v4各自接入，电动机保护器k各自在断路器的重合闸、分闸电磁线圈上感应起电，实行合、分闸实际操作。

 当输电线v1—v4选用同一多芯式电缆且v1和v2感应起电时，由于输电线对地电容器的存有，当屏蔽掉层靠谱接地装置时v2和v4输电线被磁感应到对地电压值可超过73.9v，这时不在实行分重合闸实际操作时，分合闸线圈上所承担的电压早已超过电磁线圈动作值，造成断路器误分或是误合。

 从控制回路各自划入电阻器前后左右的磁感应电压录波图（如图所示7和图8图示）中能够看得出，磁感应电压显著有降低发展趋势。图7中的高幅度值波型为释放的237v沟通交流电压，低幅度值波型为理性电压波型。

 图6控制回路并联电阻等效电路图

 图7控制回路并联电阻前磁感应电压录波图

 图8控制回路并联电阻后磁感应电压录波图

 根据实验发觉：

 1）当操纵电缆的屏蔽掉层被靠谱接地装置时，磁感应电压会急剧下降。2）如在电动机保护器键入端与公共性端并联电阻时，可合理减少串联后的等效电阻值，等效电阻与输电线间的耦合电容c中间产生串连控制回路，当等效电阻减少时，电阻器两边分到的电压值降低。并联电阻越小，分到的电压越小。依据

 现阶段大部分高压电机均选用电动机保护器开展电动式操纵启停。由于控制回路驱动力电缆和控制回路存有混和铺设的状况及其操纵电缆耦合电容的存有，控制回路将会存有的磁感应电压超出断路器最少动作电压值，导致断路器偷跳。经实验确认，跳电缘故有下列2个：

 1）断路器运作時间太长，弹黄组织脆化且弹性降低，造成分闸电磁线圈动作电压值稍低。2）断路器操纵电缆选用多芯式同轴输出电缆，由于电缆线芯间的耦合电容存有，驱动力电缆会导致操纵电缆上的磁感应电压过大，进而造成断路器误动。应采用以下对策。

 1）拆换分重合闸弹黄以提升弹黄弹性，提升动作的电压值。2）在电动机保护器分、重合闸实际操作控制回路与公共性端中间并联电阻，以减少等效特性阻抗，减少磁感应电压值。3）尽量减少操纵电缆与驱动力电缆选用同一根电缆。