变电站高压断路器分合闸装置故障分析及性能优化设计

阮彦俊，李良创，吴泽宇

（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局,广东广州，510000）

1 断路器操作机构故障研究现状及故障分析

早期我国的电力系统中，断路器成本低，相较于发电机组等设备，断路器故障引起的非计划性停车故障损失较小，因断路器故障引起的停电重视程度不够。进入20世纪以来，世界经济快速发展，工业、农业等领域用电负荷快速增长，断路器故障率越来越高，造成的电力系统损失越来越大，因此断路器结构及故障等研究得以重视并相关技术应用日益增多。

高压断路器操作机构主要包括电磁型、电动型、液压型、气动型、弹簧型等机构。目前我国220KV及其以下电力系统中的变电站、电力控制设施中弹簧操作机构应用较为广泛。弹簧操作机构为断路器的分合闸提供动力，在寿命周期内，高压断路器操作次数有限，伴随使用年限增加，断路器动静触头烧蚀现象会逐渐严重，弹簧疲劳损耗、操作机构润滑等机械性故障会普遍增多，实际电力系统运行中，卡涩、误动、拒动、断裂、线圈烧毁、合闸失效等故障。另外，目前很多厂家断路器的分合闸线圈绕组一般较细，耐热能力差，在长时通流几十秒后，就会过热烧损。分合闸线圈一旦过热烧损，整个机构的分闸功能就会异常甚至失效，造成断路器拒动。严重影响了断路器分合闸可靠性[2]。

2 断路器分合闸装置作用机理

高压断路器分合闸线圈主要由外壳、线圈、铁芯构成，分合闸线圈通过电流信号产生电磁力实现分合闸功能，同时高压断路器利用储能机构为合闸弹簧提供动能。……