1、摘要随着我国电力事业的迅速发展,人们对于电力系统可靠性和安全性的要求越来越高。电力设备正朝着大型化、自动化和智能化的方向发展。高压开关是电力系统中最重要的控制和保护设备,在电网中的作用至关重要,其故障带来的后果是十分严重的。一旦电力系统发生故障,即使只引起生产设备短暂的停止工作,也会造成巨大的损失。本论文所要研究的高压开关技术，了解高压开关的发展现状及未来几年的发展趋势，以及国内、外高压开关发展情况，及高压开关的结构、工作原理、电气特性等；结合工作实际分析其常见故障；结合工作实际通过故障分析结果给出相应的解决方案。关键词：断路器；负荷开关； SF6；操动机构；弹簧II目录1 绪论 .11.1
2、高压开关的发展现状与趋势 11.2 国外高压开关的发展情况 31.3 我国高压开关的发展情况 31.4 本论文的主要工作 42 高压开关概述 .52.1 高压断路器特点与组成结构 52.2 高压六氟化硫断路器操作机构及工作原理 62.3 电气特性 93 常见故障分析 103.1 运行状况概述 .103.2 高压断路器常见故障及分析 .104 解决方案 124.1 检测与诊断 .124.2 故障解决办法 .134.2.1 处理步骤 .134.2.2 确定故障处理 .14结论 15参考文献 16高压开关技术11 绪论1.1 高压开关的发展现状与趋势 电力系统是一个很大的实时工作系统。它的发电、变电
3、、输电、用电是在同一瞬间完成的，随着电力系统的覆盖范围越来越广、电力机组的容量越来越大、供用电及电力系统安全性要求越来越高，需要电力系统能够用很完备的自动控制方式来协调。要让先进的控制系统最终能够实现控制，配备较为新型的断路器、组合电器是提高运行可靠性的重要措施之一。高压开关设备是主要用于关合与开断正常或故障电路、或用于隔离高压电源的电器，它的发展很迅猛。目前，开关产品已从初期的油断路器、空气开关，进入到了真空断路器和 SF6断路器及其成套设备（GIS）为主的新时代；设备电压等级也从交流 12kv、40.5kv 提升到 750kv，并正在向 1100kv 特高电压等级发展；机械加工从最基础的工
4、艺手段发展到具有适合规模化、专业化生产的大型数控机床、加工中心、柔性生产线及专用工艺装备；产品性能从仅能满足近距离机械连锁操作，向可以远距离、无人值守的自动遥控、遥测操作发展；产品灭弧机理、灭弧室结构设计研发更为科学、先进，也更安全可靠；产品实现了真正意义上的计算机辅助设计，产品主要技术性能越来越进步、完善。随着电力系统对配电系统的质量和可靠性要求的提高，对高压开关设备的性能要求也越来越高。为了满足当今社会对高质量产品的需求许多研究、设计和生产部门做了大量的卜作;另外，基础理论，材料技术、生产工艺、加工工艺和新技术的应用，也使得高压开关设备的技术水平有了很大的进步。这些综合起来大概有以下 7
5、个因素: (1)环保。六氟化硫气体由于其优良的绝缘和灭弧性能，日前在高压电器中得到了广泛的应用，全球生产的六氟化硫气体约 50%用于电力行业其中 80%用于高压开关设备。但由于 1997 年京都议定书的签署使各国在逐步停止或减少六氟化硫电器的使用，日前尚未找到合适的替代气体，六氟化硫气体在电器生产中仍然有着其不可替代的作用。(2)新介质、新材料的应用。对于户外产品而言，环境适应性能的提高(污秽，湿热，高海拔，盐雾和大气污染)是至关重要的，因此耐紫外线、强度高和自洁2型的新型有机绝缘材料也在户外产品中得到广泛的应用，比如新型的户外环氧树脂、户外硅橡胶、聚氨醋、陶瓷等新型材料等等;另外，金属防腐技
6、术也是高压开关厂家重点研究的课题。 真空断路器由于其优良的灭弧性能和少维护、免维护的特点，尤共是小型化、低重燃的真空灭弧室的应用，在户外配电断路器中所占比例越来越高。 (3)免维护。目前免维护产品(15 一 20 年使用周期)的研究与开发是高压电器生产厂家的目标和方向。目前，用于六氟化硫断路器/重合器的弹簧操动机构可以做到 2000 次到 500。次，用于真空断路器/重合器的弹簧操动机构基本上可以做到 1000 次机械稳定性，电磁操动机构(含永磁操动机构)可以做到 5000 次机构寿命，基本可以满足大多数用户的需求。但是控制永磁操动机构的电容器、蓄电池和电子设备的使用寿命只能达到 7 年左右与
7、设备本体的要求并不匹配。 (4)小型化。目前，复合绝缘技术、气体绝缘技术和小型化真空灭弧室的使用，使得户外配电设备的尺寸和重量与以前相比大幅度减小。同时，电子测量控制设备的发展，使电流传感器和电容式分压器在高压电器产品中的应用成为可能，进一步减小了高压电器的体积。 (5)组合电器。户外配电开关设备的使用过程中，经常需要多种高压电器同时使用，因此许多厂家经常将两种以上的电器产品组合使用，如断路器一隔离开关组合电器、负荷开关一隔离开关组合电器、负荷开关一熔断器组合电器等等，一方而降低了成本，另一方面方便了用户的安装和使用。 (6)最优人机关系。将操动简便可靠、电动遥控操动、清晰的状态指不融人到开关
8、的设计中，同时模块化的设计，插接式安装方式，二次系统现场总线使得现场快速安装成为可能，同时免维护开关设备和自动监测系统极大的减少了运行人员的工作量。新型的控制器及配网自动化系统可以将开关的状态即时传送到运行管理人员的电脑上，以及四遥系统的实现大大减少了运行人员的工作量。 (智能化。高压开关设备的翎能化是“十五”时期装备工业集传统的机械装置与电子产品、电子技术相结合的机电一体化新一代产品，钾能化既是一个个体又是一个系统。迄今为止，智能化只是一个泛指，相关行业并无一个规范的术语和定义。对于一个元件来讲，可以理解是按照智能化的要求植人一个或多个元素或者功能，如传感器、通讯接日等;对于开关成套设备，如
9、配电设备、开关柜等，则可理解是对一个系统的综合要求，诸如自动化、远动化、四遥、在线监测等。 高压开关技术31.2 国外高压开关的发展情况世界上高压开关的生产主要集中在欧洲几大公司（如西门子、ABB、Alston等）和日本几大公司（如三菱、东芝、日立等） ，它们的产品基本上代表了世界发展水平。2004 年法国 Alston 公司研制出了采用真空和 SF6复合式灭弧室的145kv 等级的高压断路器，降低了高压断路器的外形尺寸和操作功，提高开断能力，增强电气特性，缩短燃弧时间。日本东芝公司生产的 GIS 封闭式组合电器紧实小型化，防止环境污染，操作安全，维护方便。德国西门子公司在生产传统高压开关的同
10、时研制出第二代热膨胀灭弧室和双向运动触头系统，对提高产品操作寿命有很大的益处。随着紧凑型高压开关设备的兴起，欧洲几大公司如 ABB、西门子、Alston 都竞相推出此类产品，它比起普通空气绝缘开关设备可节省占地面积 60%，又比 GIS 节省大量费用。这些公司共有的特点是产品更新换代快，研究费用的投入比例较大，并且建立了强大的试验研究基地，这也是我国和他们之间最大的差距。1.3 我国高压开关的发展情况国内开关产品生厂商主要分布在东部沿海地区和陕西、甘肃、河北、河南等中西部地区；其中包括国内知名的“五大开”大型国有企业，即北京开关厂、平顶山天鹰集团有限责任公司、西安高压开关厂、上海华通开关厂、沈
11、阳高压开关有限责任公司。还有很多如天水长城开关厂等中型国有企业、新兴民企、及合资企业。我国高压开关行业经过 50 年的发展已建立了品种齐全、参数性能与国际接轨的产品体系，这些产品在品种、性能、质量、数量及生产能力等方面，基本可以满足我国电力工业发展和城乡电网建设与改造要求，不少产品已达到国际先进水平。我国在 20 世纪 70 年代末开始引进法国 MG 公司 500kv SF6瓷柱式气体断路器设计制造技术，80 年代又引进了日本三菱和日立公司 500kv SF6气体断路器和封闭式组合电器（GIS）的设计制造技术。目前国产 500kv 气体断路器已在电网中大量使用，500kv 封闭式组合电器在大型
12、电站、变电所运行，110kv、220kv 和330kv 封闭式组合电器也在电网中大量使用。随着我国城市电网建设速度加快，封闭式组合电器将得到大量的运用，但相比国外产品，国产封闭式组合电器和气4体断路器在可靠性、密封性和运行业绩方面还存在较大的差距，零部件的质量问题比较突出，配套能力差，在很大程度上制约了我国高压开关电器的发展。在我国输配电系统中，60 年代使用多油断路器、空气断路器，技术较落后，1968年华光电子管厂研制出第一只运用于商品化的真空开关管，但由于各种原因与国外的产品质量相差甚远。70 年代初，我国开始引进第一台 SF6断路器。经过 20多年的努力发展，现在我国的电力系统中高压开关
13、设备几乎全部使用 SF6断路器和真空断路器。 目前我国以 40kV 电压等级为界，40kV 以上高压开关全部使用 SF6 断路器，40kV 以下以真空断路器为主。SF6 断路器分为两种结构，一种为罐式，目前在电网中运行的 252kV,363kV,550kV 罐式 SF6断路器已有数百台，它以其优良的环境适应能力，系统配套性和高运行可靠性得到用户的认可。另一种为瓷柱式，它可以通过灵活串接方式获得任意电压额定值，加之低成本，使其在 500kV 以下的超高压领域显示出优势。 真空开关广泛应用于 40kV 以下电压等级的电网内，分为真空断路器和真空接触器两种。目前我国 110kV 双断真空断路器已研制
14、成功，它是由单断口真空断路器串接而成。真空接触器则主要用于中、低压配电系统中。 1.4 本论文的主要工作本文首先介绍的是选题背景，高压开关的发展现状及未来几年的发展趋势，以及国内、外高压开关发展情况，提出目前我国高压开关发展的不足之处。.介绍所研究高压开关的结构、工作原理、电气特性等；结合工作实际分析其常见故障；结合工作实际通过故障分析结果给出相应的解决方案。高压开关技术52 高压开关概述变配电中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路或一次回路，亦称主电路。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备。凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称为二次回路或二次电路，亦称副电路。干净电路通
15、常在互感器的二次侧。二次电路中的所有电气设备，称为二次设备。一次设备按其功能来分，可分以下几类：（1）变换设备 其功能是按电力系统工作的要求来改变电压或电流等，例如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。（2）控制设备 其功能是按电力系统工作的要求来控制一次设备的投入和切除，例如各种高低压开关。（3）保护设备 其功能是用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护，例如熔断器和避雷器等。（4）补偿设备 其功能是用来补偿电力系统的无功功率，以提高电力系统的功率因数，例如并联电容器。（5）成套设备 它是按一次电路接线方案的要求将开关一次设备及二次设备组合为一体的电气装置，例如高压开关柜、低压配电屏、动力和
16、照明配电箱等。2.1 高压断路器特点与组成结构高压断路器（high-voltage circuit-breaker，文字符号为 QF）的功能是，不仅能通断正常的负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压断路器是电力系统中最重要的设备，它既要根据电网运行要求，将一部分电气设备或线路投入或退出运行状态转为备用或检修状态，又要在电气设备或线路发生故障时，通过继电保护装置动作高压断路器将故障部分从电网中迅速切除，保护电网的无故障部分得以正常运行。因此，高压断路器及其运行可靠性直接关系到整个电力系统的安全运行和供电质量，在电力系统中起着十分重要的作用。
17、高压断路器按功能可分为以下几部分：导电部分：断路器导通电流的部分。它允许通过长时间的正常负荷电流和一定时间的异常电流，如过负荷电流和短路电流。绝缘部分：保证断路器电气绝缘的部分。它包括三个基本方面，即对地绝6缘、相间绝缘和断口绝缘。接触系统和灭弧装置：执行电路的开断和关合的部分。它表征断路器的合闸和分闸的能力。操作系统：促使触头分断和接通的部分。它赋予断路器以规定程序的动作以及一定的动作时间和速度。高压断路器按其采用的灭弧介质分，有油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器以及压缩空气断路器、磁吹断路器等，其中过去应用最广的是油断路器，但现在它已在很多场所被真空断路器和六氟化硫断路器所取代。油断路器
18、现在主要在原有的老配电装置中继续使用。油断路器按其油量多少和油的功能，又分多油和少油两大类。多油断路器的油量多，其油一方面作为灭弧介质，另一方面又作为相对地甚至作为相与相之间的绝缘介质。装置中广泛采用少油断路器。下面重点介绍我国过去广泛应用的SN1010 型户内少油断路器及现在广泛应用的六氟化硫断路器和真空断路器。高压断路器全型号的表示和含义如下：2.2 高压六氟化硫断路器操作机构及工作原理六氟化硫断路器是利用 SF6气体作灭弧和绝缘介质的一种断路器。SF6 是一种无色、无味、无毒且不易燃的惰性气体。在 150以下时，化学性能相当稳定，但它在电弧高温作用下要分解，分解出氟有较强的腐蚀性和毒性，
19、且能与触头的金属离子化合为一种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物。因此这种断路器的触头一般都设计成具有自动净化的功能。然而由于上述的分解和化合作用所产生的活性杂质，大部分能在电弧熄灭后几个微秒的极短时间内自动还原。SF6 不含碳元素，这对于灭弧和绝缘介质来说是极为优越的特性。前面介绍的油断路器是用油高压开关技术7作灭弧和绝缘介质的，而油在电弧高温作用下要分解出碳，使油中的含碳里增高，从而降低了油的绝缘和灭弧性能。因此油断路器在运行中需要经常监视油色，适时分析油样，必要时要换新油。而 SF6断路器就无此麻烦。SF6 又不含氧元素，因此它也不存在使金属触头氧化的问题。因此 SF6断路器较之空气断路器
20、，其触头的磨损较少，使用寿命增长。SF6 除了具有上述优良的物理、化学性能外，还具有优良的电绝缘性能。在 300kPa 下，其绝缘强度与一般绝缘油的绝缘强度大体相当。特别优越的是 SF6在电流过零时，电弧暂时熄灭后，具有迅速恢复绝缘强度的能力，从而使电弧难以复燃而很快熄灭。SF6断路器的结构，按其灭弧方式分，有双压式和单压式两大类。双压式具有两个气压系统，压力低的作为绝缘，压力高的作为灭弧。单压式只有一个气压系统，灭弧时，SF6 的气流靠压气活塞产生。断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是相对固定不动的。跳闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的气缸由断路器操作机构通过连杆带动，离开静触头，造成气缸与活塞的
21、相对运动，压缩 SF6，使 SF6通过喷嘴吹弧，从而使电弧迅速熄灭。操作机构是高压断路器的重要组成部分。带触点的开关电器，只有通过触头的分、合闸动作才能达到开断与关合电路的目的，因此必须依靠一定的机械操作系统才能完成。断路器的操作机构由储能单元、控制单元和力传递单元组成。传统的高压断路器都是带触头的电器，通过触头的分、合动作达到开断与关合的目的，因此必须依靠一定的机械操作系统才能完成。在断路器本体以外的机械操动装置称为操动机构，操动机构与断路器动触头之间连接的传动部分称为传动机构和提升机构。高压 SF6断路器的操动机构有多种型式，如弹簧操动机构、气动机构、液压机构、液压弹簧机构等。根据灭弧室承
22、受的电压等级和开断电流的差异，SF6 产品选用弹簧机构、气动机构或液压机构。弹簧机构、气动机构、液压机构各自的特点比较见表-1。表-1机构类型比较项目 弹簧机构 气动弹簧机构 液压机构储能与传动介质 螺旋压缩弹簧/机械 压缩空气/弹簧压缩性流体/机械氮气/液压油压缩性流体/非压缩性流体适用的电压等级 40.5KV252KV 126KV550KV 126KV-550KV出力特性 硬特性，反应快， 软特性，反应慢， 硬特性，反应快，自8自调整能力小 有一定自调整能力 调整能力大对反力，阻力特性 反应敏感，速度特 性受影响大反应较敏感，速度特性在一定程度上受影响反应不敏感，速度特性基本不受影响环境适
23、应性 强，操作噪音小 较差，操作噪音大 强，操作噪音小人工维护量 最小 较小 小相对优缺点 无漏油、漏气可能； 体积小，重量轻稍有泄露不影响环境；空气中水分难以滤除，易造成锈蚀制造过程稍有疏忽容易造成渗漏，尤其是外渗漏；存在漏油、漏液可能以弹簧操动机构为例，弹簧操动机构是一种以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹簧的储能借助电动机通过减速装置来完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。开断时，锁扣借助磁力脱扣，弹簧释放能量，经过机械传递单元使触头运动。弹簧操动机构结构简单，可靠性高，分合闸操作采用两个螺旋压缩弹簧实现。储能电机给合闸弹簧储能，合闸时合闸弹簧的能量一部分用来合闸，另一部分用来给分闸弹簧
24、储能。合闸弹簧一释放，储能电机立刻给其储能，储能时间不超过15s（储能电机采用交直流两用电机） 。运行时分合闸弹簧均处于压缩状态，而分闸弹簧的释放有一独立的系统，与合闸弹簧没有关系。FK-4 弹簧机构动作过程（合闸储能）：合闸弹簧储能：电机一旦通电后，它就会通过惯性飞轮上的减速齿轮以及链条给合闸弹簧储能。合闸弹簧储能到位后，齿轮停在惯性飞轮上没有齿的位置，而减速齿轮则会停下来，以免合闸掣子受力变形。FK-4 弹簧机构动作过程（分闸）：分闸线圈通电时或手动操作分闸杠杆时，分闸掣子就会脱开拐臂。在分闸弹簧的作用下，主轴将沿顺时针方向旋转 60。直到“分闸”位置。缓冲器将吸收剩余的能量，以便分闸动作
25、能平衡完成。高压开关技术92.3 电气特性（1）额定电压 UN及最高工作电压指断路器长时间运行能承受的正常工作电压，最高工作电压对于 10220kV 的为 1.15 倍额定电压，对于 330kV 及以上为1.1 倍额定电压。（2）额定电流它是断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度下允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标准。（3）额定开断电流指断路器在额定电压下能可靠开断的最大短路电流的有效值，它表征断路器的开断能力。（4）额定武断容量是断路器的开断能力也可间接用开断容量 SNkd来表示在三相电路中其大小等于电压与额定开断电流的 倍3（5）动稳定电流 ies表明断路器在冲击短路
26、电流作用下承受电动力的能力，其值由导电和绝缘等部件的机械强度决定。（6）热稳定电流 it表明断路器承受短路电流热效应的能力（7）开断时间 tkd从操作机构跳闸线圈接通跳闸脉冲起，到三相电弧完全熄灭时止的一段时间称为断路器的开断时间，它等于断路器的固有分闸时间 tgf和熄弧时间 txh之和。103 常见故障分析3.1 运行状况概述根据国际大电网会议对 22 个国家 19781991 年投运的千伏电压等级及以上的压气式 SF6断路器进行的可靠性调查数据显示，在 70708 台高压断路器 3769 次操作事故中，操动机构故障占全部故障的 64.8%。其中操动机构的机械故障为43.8%，二次部分占全部
27、故障的 21%。在我国，操动机构故障占全部故障的66.4%，其中操动机构的机械故障占全部故障的 55%，二次部分占全部故障的11.4%。中国电力科学院对 1989 年1997 年 22OkV 及以上的断路器运行情况进行调查，故障统计情况为:拒动(拒合 6.48%、拒分 22.67%)、误动 7.02%(偷跳(一相偷跳)、开断与关合 9.07%、绝缘 35.47%、载流 7.95%、外力及其他 11.43%。由此可见，动作失灵的故障所占的比例很高。3.2 高压断路器常见故障及分析操动失灵表现为断路器手动或误动，由于高压断路器最基本、最重要的功能是正确动作并迅速切除电网故障，若断路器发生拖动或误动
28、，将对电网构成严重威胁，主要是扩大事故影响范围可能使本来只有一个回路故障扩大为系统事故或大面积停电事故。导致失灵的主要原因有：操动机构缺陷；断路器本体机械缺陷；操作电源缺高压开关技术11陷等问题。操动机构缺陷包括电磁机构、弹簧机构和液压机构，现场统计表明，操动机构缺陷是操动失灵的主要原因，大约 70%左右。对电磁与弹簧机构，其机构故障的主要原因是卡涩不灵活。此处卡涩既可能是因为原装配调整不灵活，也可能是因为维护不良导致；造成机构机构故障的另一个原因是锁扣调整不当，运行中断路器自跳多半是此类原因。各连接部位松动、变位，多半是由于螺钉末拧紧、销钉末上好或原防松结构有缺陷。值得注意的是松动、变位故障
29、远多于零部件损坏，由此可见，防止松动的意义并不亚于防止零部件损坏。对液压机构其机械故障主要是密封不良造成的因此保证高油压部位密封可靠是特别重要的。对机构的电气缺陷所造成的事故主要是由辅助开关、微动开关缺陷造成的，辅助开关的故障多数为不切换，由此往往造成操作线圈烧坏。除此故障还有是由于切换后接触不良造成拒动。微动开关主要是指液压机构等上的联销、保护开关。有 SW6型断路器的事故统计资料表明，其微动开关故障约占其机构电气故障的 50%左右。除辅助开关、微动开关缺陷外，机构电气缺陷中比例最大的为二次回路故障。断路器本体的电器缺陷造成断路器本体操动失灵的缺陷皆为机械缺陷，其中包括瓷瓶损坏、连接部位松动
30、，零部件和异物卡涩等。为避免运行中灭弧室的油漏进三角箱，一般都把导电杆动密封调得很紧，当夏季气温上升时，动密封往往会把导电杆抱住，当断路器接到分闸命令时，导电杆运动要克服此抱紧力，往往晚几十至几百毫米才能完成分闸动作。对这种“晚动”现象，在事故后仅检查断路器不易查出，只有看故障录波图才能发现。为了避免此类事故发生在 SW7-220型少油断路器检修工艺中已对导电杆的拨出力的允许范围作了规定，只要认真执行检修工艺，运行中便不会发生 “晚动”事故。断路器的操作电源缺陷也是造成操动失灵的原因之一。在操作电源缺陷中，操作电压不足是最常见的缺陷，其原因多半是由于电站采用交流电源经硅整流后作操作电源，在系统
31、发生故障时电源电压大幅度降低，或虽有蓄电池组，但操作电源至断路器连接线压降太大，使实际操作电压低于规定的下限，例如某变电站所因一条配电线路发生故障，断路器在重合闸时爆炸；另一个变电所 44kV 线路相位接错，合闸并网时断路器爆炸。这些都是由于硅整流电源由本变电所供给当线路故障时，母线电压降低所致。建议采用蓄电池和储能式操动机构，对已有变电所操作电源改造和完善并加强管理。124 解决方案4.1 检测与诊断造成断路器合闸失灵的原因是多方面的。诸如合闸时操作方法不当，合闸母线电压质量达不到要求，控制回路断线以及机械故障等等，但归纳起来不外乎有两方面的原因：一是电气二次回路故障，一是开关和操作机构的机
32、构械故障。当断路器出现拒合现象时，作为运行值班人员应能首先区分是电气二次回路故障还是操作机构的机械故障。区分二者的主要依据是看红、绿灯的指示，闪光变化情况以及合闸接触器和合闸铁芯的动作情况。(1)当控制开关扭到“合闸”位置，红绿灯指示不发生变化，绿灯仍闪光而红灯不亮，合闸电流表无摆动，喇叭响，此种现象已说明操作机构没有动作，问题主要在电气二次回路上。合闸保险熔断或接触不良。合闸母线电压太低，依据高压断路器运行规程要求，对于电磁机构操作的合闸电源，其合闸线圈通流时，端子电压不应低于额定电压的 80%，最高不得高于额定电压的 110%，如果合闸母线电压太高或太低，均会造成断路器拒合。合闸操作回路元
33、件接触不良。例如，控制开关的接点，断路器的辅助开关触点，防跳继电器的触头接触不良，都会使合闸操作回路不通，从而使直流合闸接触器线圈不能带电吸合，启动合闸操作回路发生拒合现象。如果操作回路中接线端子松动，或者合闸接触器线圈断线等等同样会造成二次回路不通而发生拒合现象。(2)当控制开关扭到“合闸”位置，绿灯灭，红灯不亮，控制开关返回到“合闸后”的位置时，红、绿灯皆不亮，同时报出事故音响信号，此时说明开关根本没合上，可能是在操作时，操作保险熔断或接触不良。如果没有报出事故音响信号，合闸电流表指示有摆动，线路上也有负荷电流，并且机械分合指针指亦在“合”位，则说明开关已在“合闸”位置，此时应检查一下灯泡
34、，灯座，操作保险以及断路器的常开辅助接点是否接触不良，如果出现上述情况，运行操作人员应将断路器断开消除故障后，再行合闸。高压开关技术13(3)当控制开关扭到“合闸”位置，绿灯灭后复亮或者闪光，合闸电流表有摆动，此种原因可能有两个方面：一是合闸电源电压太低，导致操作机构未能把开关提升杆提起，传动机构动作未完成；二是操作机构调整不当，如合闸铁芯超程或缓冲间隙不够，合闸铁芯顶杆调整不当等等。遇到此种情况，应请专业检修人员前往修理。 (4)当控制开关扭到“合闸”位置时，绿灯灭，红灯亮以后又灭，绿灯闪光，合闸电流表有摆动，此情况说明开关曾合上过，因机构的机械故障，维持机构未能使断路器保持在合闸位置，诸如
35、：合闸支架坡度较大或没有复位；脱扣机构扣入尺寸不够；四连板机构未过死点；合闸电源电压过高等等。(5)如果电磁操作机构在合闸时开关出现“跳跃”此现象多属开关常闭辅助接点打开过早；或是传动试验时，合闸次数过多，致合闸线圈过热等原因而造成。4.2 故障解决办法4.2.1 处理步骤（1）先判定是否属于故障线路，保护后加速动作作跳闸。对于没有保护后加速动作信号的线路断路器，操作时，如合于故障线路（特别是线路上有工作，工作完毕送电）时，断路器跳闸时无任何保护动作信号，若认为是合闸失灵，再次操作合闸，会引起严重事故 。只要在操作时，能按规程要求的要领进行操作，同时注意的表针的指示情况，就能正确判断区分。区分
36、的依据有：合闸操作时，有无短路电流引起的表计指示冲击摆动；有无照明灯突然变暗、电压表指示突然下降。若有上述现象，应立即停止操作，汇报调度，查明情况。（2）判明是否属于操作不当。应当检查有无漏装合闸熔断器，控制开关是否复位过快或未恢复到位，有无漏投同期并列位置（装有并列装置者） ，检查是否按自投装置的有关要求操作（装有自投装置者）等，如果是操作不当，可立即纠正，再继续操作。合闸操作时，如果并列装置的投入位置不对，也会合不上闸。例如联络线路上不带电，如并列装置投在“同期”位置上，而没有改投到“手动”位置，因为线路上没有电压，合闸回路不能接通（同期继电器触点不闭合） ，就合不上断路器。（3）检查操作
37、合闸电源电压是否过高或者过低，检查操作、合闸熔断器是否熔断或接触不良。对于弹簧操动机构，应检查弹簧储能情况。如果上述问题，应调整处理正常后即可合闸送电。直流电压过低或过高，合闸都不可靠。电压过低，14使合闸接触器及合闸线圈因电磁力过小，而使合闸不可靠。电压过高，对于电磁操动机构和弹簧操动机构，它们的机械动作可能因冲击反作用力过大，使机构不能保持住而合不上。检查合闸熔断器是否良好时，最好用万用表，在熔断器两端分别测量正、负极之间的电压，以便于在检查时，能发现合闸电源总保险是否熔断。（4）如果以上情况都正常，应当根据合闸操动时，红、绿灯指示的变化情况，合闸电流表指示有无摆动，合闸接触器和合闸铁芯动
38、作与否，判明故障范围。判断故障范围，主要是区分电气二次回路故障，还是操动机构机械故障。缩小查找范围，直至查明并排除故障。（5）如果在短时间内能够查明并自行排除故障，应当采取相应的措施，排除故障后合闸送电。（6）如果在短时间内不能查明故障，或者故障不能自行处理，可以先将负荷倒至备用电源带，或将负荷倒至旁路母线带以后，再检查处理故障。如无上述条件，又需要紧急送电时，在能保证断路器跳闸可靠的前提下，允许用手动接触器（电磁机构）进行合闸操作或用手打合闸铁芯（弹簧机构）进行合闸操作，恢复送电以后处理故障。对于一般情况或断路器的问题较大时，经处理完毕才能合闸送电。如果检查出的故障不能自行处理，或未能查明原
39、因，应汇报调度和上级，通知检修人员检查处理。应当注意，检查处理断路器操动机构问题，应拉开其两侧隔离开关。4.2.2 确定故障处理根据以上分析，可以再次操作，看合闸接触器、合闸铁芯是否动作，查明故障（就地控制的断路器，可以直接用此方法） 。（1）合闸接触器（电磁机构） 、合闸（弹簧机构）不动作，属二次回路不通。可以使用仪表测量的方法，查出回路中的断线点。（2）合闸接触器已动作（电磁机构） 、但合闸（弹簧机构）未动作。原因有：合闸熔断器熔断或接触不良，无合闸电源，合闸接触器触点接触不良或被灭弧罩卡住。（3）合闸铁芯已动作，若机构动作但仍合不上，一般为机械问题。若机构不动作，问题可能是合闸铁芯顶杆尺
40、寸短、行程不够。高压开关技术15结论电气事故的发生往往是从电气设备某一元件的故障开始，对事故发生的现象作出及时、准确的判断，采取有效科学合理的处理方法防止引发一系列的故障，通过此次论文对高压开关的结构、工作原理、电气特性等更进一步了解，能让学到的理论知识应用到实际中去分析其常见故障，提高事故处理速度、提高工作效率。16参考文献1 林莘.现代高压电器技术M.北京：机械工业出版社，2002.2 Lin Xin,Geng Zhen-xin,Xu Jian-yuan,etc.Effects of series Reactor on Short-circuit Current and Transient Recovery VoltageJ.3 徐国政，张节容.高压断路器原理和应用.北京：清华大学出版社，2000.4 刘介才.工厂供电M.北京：机械工业出版社，2003.5 刘介才.供配电技术M.2 版.北京：机械工业出版社，2005.
