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万能断路器合不上闸的原因 断路器分合闸原理图

发表于:2019-07-04 10:29 作者:新闻小编 来源:新闻小编

本文主要是关于万能断路器的相关介绍,并详尽分析了万能断路器合不上闸的原因及其解决方法。

断路器

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器,高低压界线划分比较模糊,一般将3kV以上的称为高压电器。

断路器可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前,已获得了广泛的应用。

万能断路器合不上闸的原因 断路器分合闸原理图

电的产生、输送、使用中,配电是一个极其重要的环节。配电系统包括变压器和各种高低压电器设备,低压断路器则是一种使用量大面广的电器。

内部结构

内部附件

辅助触头:与断路器主电路分、合机构机械上连动的触头,主要用于断路器分、合状态的显示,接在断路器的控制电路中通过断路器的分合,对其相关电器实施控制或联锁。例如向信号灯、继电器等输出信号。塑壳断路器壳架等级额定电流100A为单断点转换触头,225A及以上为桥式触头结构,约定发热电流为3A;壳架等级额定电流400A及以上可装两常开、两常闭,约定发热电流为6A。操作性能次数与断路器的操作性能总次数相同。

报警触头:用于断路器事故的报警触头,且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作,主要用于断路器的负载出现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣,报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置,接通辅助线路中的指示灯或电铃、蜂鸣器等,显示或提醒断路器的故障脱扣状态。由于断路器发生因负载故障而自由脱扣的机率不太多,因而报警触头的寿命是断路器寿命的1/10。报警触头的工作电流一般不会超过1A。

分励脱扣器:分励脱扣器是一种用电压源激励的脱扣器,它的电压与主电路电压无关。分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件。当电源电压等于额定控制电源电压的70%-110%之间的任一电压时,就能可靠性的分断断路器。分励脱扣器是短时工作制,线圈通电时间一般不能超过1S,否则线就会被烧毁。塑壳断路器为防止线圈烧毁,在分励脱扣线圈串联一个微动开关,当分励脱扣器通过衔铁吸合,微动开关从常闭状态转换成常开,由于分励脱扣器电源的控制线路被切断,即使人为的按住按钮,分励线圈始终不会再通电这就避免了线圈烧损情况的产生。当断路器再扣合闸后,微动开关重新处于常闭位置。

欠电压脱扣器:欠电压脱扣器是在它的端电压降至某一规定范围时,使断路器有延时或无延时断开的一种脱扣器,当电源电压下降(甚至缓慢下降)到额定工作电压的70%至35%范围内,欠电压脱扣器应运作,欠电压脱扣器在电源电压等于脱扣器额定工作电压的35%时,欠电压脱扣器应能防止断路器闭合;电源电压等于或大于85%欠电压脱扣器的额定工作电压时,在热态条件下,应能保证断路器可靠闭合。因此,当受保护电路中电源电压发生一定的电压降时,能自动断开断路器切断电源,使该断路器以下的负载电器或电气设备免受欠电压的损坏。使用时,欠电压脱扣器线圈接在断路器电源侧,欠电压脱扣器通电后,断路器才能合闸。 [1]

外部附件

电动操作机构:这是一种是用于远距离自动分闸和合闸断路器的一种附件,电动操作机构有电动机操作机构和电磁铁操作机构两种,电动机操作机构为塑壳式断路器壳架等级额定电流400A及以上断路器,电磁铁操作机构适用于塑壳断路器壳架等级额定电流225A及以下断路器,无论是电磁铁或电动机,它们的吸合和转动方向都是相同,仅由电动操作机构内部的凸轮的位置来达到合、分,断路器在用电动机构操作时,在额定控制电压的85%-110%之间的任一电压下,应能保证断路器可靠闭合。

转动操作手柄:适用于塑壳断路器,在断路器的盖上装转动操作手柄的机构,手柄的转轴装在它的机构配合孔内,转轴的另一头穿过抽屉柜的门孔,旋转手柄的把手装在成套装置的门上面所露出的转轴头,把手的圆形或方形座用螺钉固定的门上,这样的安装能使操作者在门外通过手柄的把手顺时针或逆时针转动,来确保断路器的合闸或分闸。同时转动手柄能保证断路器处于合闸时,柜门不能开启;只有转动手柄处于分闸或再扣,开关板的门才能打开。在紧急情况下,断路器处于“合闸”而需要打开门板时,可按动转动手柄座边上的红色释放按钮。

加长手柄:是一种外部加长手柄,直接装于断路器的手柄上,一般用于600A及以上的大容量断路器上,进行手动分合闸操作。

手柄闭锁装置:是在手柄框上装设卡件,手柄上打孔然后用挂锁锁起来。主要用于断路器处于合闸。

工作状态时,不容许其他人分闸而引起停电事故,或断路器负载侧电路需要维修或不允许通电时,以防被人误将断路器合闸。

万能断路器合不上闸的原因

低压空气断路器是低压配电系统的主要设备,无论在电气设备空载、负载或短路故障时,它都应能可靠地工作。它的主要作用是保护线路及设备,能接通、承载和分断正常电路条件下的电流,也能在规定的非正常条件下(例如短路条件下)接通、承载电流一定时间和分断电流的一种机械开关电器。

低压空气断路器也称为框架断路器,框架电流范围630~6300A,主要用于低压配电系统的进线、母联及其他大电流回路。在实际应用中出现过断路器误跳闸,指的是在系统没有短路现象、线路没有异常的情况下,断路器自动跳闸。

1)合闸电源消失,如合闸熔断器、控制熔断器熔断或接触不良。

2)就地控制箱内合闸电源小开关未合上

3)断路器合闸闭锁动作,信号未复归

4)断路器操作控制箱内“远方-就地”选择开关在就地位置

5)控制回路断线

6)同步回路断线

7)合闸线圈及合闸回路继电器烧坏

8)操作继电器故障

9)控制把手失灵

10)控制开关接点接触不良

11)断路器辅助接点接触不良

12)操作机构故障

13)直流电压过低

14)直流接触器接点接触不良

1、几起空气断路器误跳闸案例

(1) 某陶瓷厂电热隧道窑配电盘装设一台DW15型低压空气断路器,在外部10kV电网遭受雷击后该DW15型断路器常出现跳闸现象,使整窑陶瓷产品质量受影响。陶瓷厂电工认为该断路器的质量有问题,更换同型号产品后在电网受雷击时依旧出现跳闸现象。后笔者到现场检查断路器及综合各方面情况判断为雷击10kV线路时电压出现瞬时降低的闪变现象,而该DW15型断路器的欠压脱扣器未经延时才造成误跳闸,欠压脱扣器经加装延时继电器后未再发生误跳闸现象。

(2) 某选矿厂一矿粉输送带电机由一台DW45型低压智能空气断路器控制,其断路器分合控制箱安装于电机旁。该断路器在阴雨天气时偶尔出现误跳闸现象,经对断路器检查未发现问题,检查控制箱发现端子排腐蚀严重且分闸线圈至端子排的配线与直流正电源端子相邻,根据故障现象分析为阴雨天气时端子排受潮导致分闸线圈与正电源导通引起误跳闸,经更换端子排并对控制箱密封处理未再发生误跳闸现象。

(3)某选矿厂一竖井提升机电机由一台DW45型低压智能空气断路器控制,在竖井设备增容后时常出现跳闸现象,在竖井所有负载均投入后实测配变低压侧电压为372V,分析认为是竖井设备增容后导致配变低压侧输出电压偏低造成电机在低电压时有堵转电流产生引起跳闸,在调整配变运行档位及适当调高断路器脱扣器整定电流后未再发生误跳闸现象。

2、空气断路器误跳闸的原因分析

通过对上述几起误跳闸案例及空气断路器结构、电气回路原理的分析,可将运行中的空气断路器发生误跳闸的故障分为机械及电气两方面的原因。

2.1 机械方面故障原因:

(1)合闸维持支架和分闸锁扣维持不住,造成跳闸。

(2)操作机构故障造成跳闸。

(3)脱扣线圈故障。

2.2 电气方面故障原因:

(1)电子脱扣器保护装置故障或者误动作:由于电子脱扣器内部故障,发出错误指令使得脱扣装置动作,从而引起断路器误跳闸。

(2)电子脱扣器故障整定值不当:由于下游出现短暂用电高峰,导致配置超出电子脱扣器的整定值,引起断路器跳闸。

(3)电流、电压互感器回路故障:电压互感器故障,导致电子脱扣器供电电源异常,脱扣器不能正常工作,引起断路器跳闸;电流互感器故障,导致电子脱扣器检测到主回路的电流值不真实,并且使得电子脱扣器误判断,引起断路器误跳闸。

(4)测量链路故障:比如额定插块接触不良,使得脱扣器检测电路回路引入干扰,导致脱扣器误脱扣。

(5)电子脱扣器与电流互感器之间的连接不牢靠:电子脱扣器通过电流互感器采样,经过运算放大器后送入微处理器处理。图1为简易的采样等效图,当电流互感器与运算放大器之间的连接不稳时,会有干扰引入,导致电流互感器感应电压E增加。由于E增加,微处理器会误以为回路中流过大电流并发出脱扣指令,从而使断路器分闸。

(6)分闸线圈即分励脱扣器故障,发出分闸指令引起误动作:通过分闸线圈可实现对断路器实现分闸遥控,当分闸线圈出现故障,引起推杆动作发出装置触发命令时,通过机械联动装置使得断路器内部分闸装置动作,从而使断路器跳闸。

(7)欠电压线圈故障或电网电压波动,发出欠电压指令引起误跳闸:由于电网电压波动较大(如母线上其他出线回路短路)引起回路中的电压出现瞬间降低至额定电压的70%时,此时欠电压脱扣器会推杆触发,通过机械联动装置,使得断路器内部分闸装置动作,从而使断路器跳闸。为了避免由于电压的瞬降造成误跳闸,建议在使用欠电压线圈的同时配合延时继电器使用,延时时间可选择。

(8)二次回路绝缘不良,直流系统发生两点接地,二次回路故障导致断路器误跳闸。

当然,还有部分智能空气断路器的电气故障原因可以根据电子脱扣器对应的信号指示灯来进行判断,这样对误跳闸的判断可起到事半功倍的作用,如ABB的new Emax系列的电子脱扣器PR121/PR122等产品。

3、运行中断路器误跳闸故障的判断及处理

空气断路器在运行中发生跳闸故障后可根据跳闸现象的相关特征进行初步判定是否为误跳闸。

(1)根据线路中的实时检测系统,确认在跳闸前计量表测量值正常、信号指示正常,表示系统无短路故障或长时间过载现象。

(2)跳闸后,检测该断路器回路的电流表及有功、无功表指示为零,确认该断路器确实跳闸。

(3)跳闸后,检测空气断路器的复位按钮是否弹出,灭弧罩是否存在拉弧痕迹,如无拉弧,表明系统无短路故障或长时间过载现象。

根据初步判断的结果进行处理。

(1)若确认是由于人员误碰、误操作、或受机械外力振动,保护盘受外力振动等原因引起的误跳闸,确认非开关故障原因,应立即将断路器合闸送电。

(2)如是其他电气或机械部分故障,无法立即恢复送电的则应联系相关人员将误跳闸断路器停用,转为检修处理。

断路器分合闸原理图

对高低压开关柜中的断路器的控制,就是控制其合闸和分闸。按控制地点分有就地控制和集中控制两种。在断路器附近用手操作断路器的手动操作机构或采用按钮控制(通过电磁铁或电动机)完成合闸、分闸任务,就是就地操作。这种方式可以一节省投资、节省电缆和二次设备。集中控制是在主控制室进行的,如发电机、主变压器、母线分段和母线联络断路器等上要设备,均采用集中控制方式。这种控制方式中被控制的断路器和主控制室之间一般有几十米至数百米距离,所以也称为“远方控制”。

对断路器的控制是通过辅助电路实现的。在主控制室的控制屏上应装有能发出合闸、分闸命令的控制开关或按钮,在断路器上应有执行命令的操动机构(即合闸、分闸线圈)。控制开关和操动机构之间通过控制电缆连接起来。

完成断路器合闸、分闸任务的电气回路称为控制电路。控制电路按操作电源的种类可以分为直流操作和交流操作两类;按采用的接线和设备分,有强电控制和弱电控制两类。

1.基本要求

断路器的型号很多,操动(作)机构也多种多样,所以它的控制电路也有许多类型。但是,它们的基本要求是相同的。

(1)能手动合闸、分闸,也能由继电保护与自动装置实现自动合闸、分闸。合闸、分闸操作完成后,应能自动切断合、分闸电路,以免烧坏线圈。

(2)能指示断路器合闸、分闸位置状态。断路器在合闸位置时,红色信号灯亮;在分闸位置时,绿色信号灯亮。闪光表示其自动合闸、分闸状态。控制电路应有熔断器保护。

(3)能监视控制电路和电源的完好性。

(4)具有机械或电气的防跳闭锁装置。

(5)接线力求简单、可靠。

2.几种控制电路

(1)手动、自动控制电路。图1是手动、自动控制断路器合1101、分闸的电路。图中SA为控制开关,它带有自复机构,即断路器操作结束,手柄会自动恢复到原来的中间位置。

QF2和QE,分别表示电磁操动机构的分闸线圈和合闸线圈,KM为合闸接触器,QF1和QF4是断路器QF的辅助触头,IKAU为rl动装置的常开触头,KPo是保护出口继电器的常开触头。

结语

关于万能断路器的合不上闸的原因探讨就介绍到这了,如有不足之处欢迎指正。

相关阅读推荐:如何选择断路器

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