高壓開關柜常見故障和處理方法

高壓開關柜概述及常見故障和處理方法

2021/5/91高壓開關柜概述一、基本概念1.開關柜（又稱成套開關或成套配電裝置）它是以斷路器為主的電氣設備，是指生產(chǎn)廠家根據(jù)電氣一次主接線圖的要求，將有關的高低壓電器（包括控制電器、保護電器、測量電器）以及母線、載流導體、絕緣子等裝配在封閉的或敞開的金屬柜體內(nèi)，作為電力系統(tǒng)中接受和分配電能的裝置。2021/5/92高壓開關柜的作用

高壓開關柜廣泛應用于配電系統(tǒng)，作接受與分配電能之用。既可根據(jù)電網(wǎng)運行需要將一部分電力設備或線路投入或退出運行，也可在電力設備或線路發(fā)生故障時將故障部分從電網(wǎng)中快速切除，從而保證電網(wǎng)中無故障部分的正常運行，以及設備和運行維修人員的安全。因此，高壓開關柜是非常重要的配電設備，其安全、可靠運行對電力系統(tǒng)具有十分重要的意義。2021/5/93高壓開關柜的分類結(jié)構(gòu)高壓開關柜的分類類型鎧裝式

間隔式箱式各室間用金屬板隔離且接地，如KYN型和KGN型各室間是用一個或多個非金屬板隔離，如JYN型具有金屬外殼，但間隔數(shù)目少于鎧裝式或間隔式，如XGN型斷路器手車本身落地，推入柜內(nèi)；手車裝于開關柜中部，手車的裝卸需要裝載車。落地式中置式斷路器的置放中置式手車落地式手車KYN產(chǎn)品型號及含義2021/5/94KYN高壓開關柜的組成結(jié)構(gòu)開關柜由固定的柜體和可抽出部件（簡稱手車）兩大部分組成。2021/5/95柜體

開關柜的外殼和隔板采用敷鋁鋅鋼板，整個柜體不僅具有精度高、抗腐蝕與氧化作用，且機械強度高、外形美觀，柜體采用組裝結(jié)構(gòu)，用拉鉚螺母和高強度螺栓聯(lián)結(jié)而成，因此裝配好的開關柜能保持尺寸上的統(tǒng)一性。

開關柜被隔板分成手車室、母線室、電纜室和繼電器儀表室，每一單元均良好接地。2021/5/96A-母線室

母線室布置在開關柜的背面上部，作安裝布置三相高壓交流母線及通過支路母線實現(xiàn)與靜觸頭連接之用。全部母線用絕緣套管塑封。在母線穿越開關柜隔板時，用母線套管固定。如果出現(xiàn)內(nèi)部故障電弧，能限制事故蔓延到鄰柜，并能保障母線的機械強度。2021/5/97A-母線室B-手車（斷路器）室C-電纜室D-繼電器儀表室2021/5/98B-手車（斷路器）室在斷路器室內(nèi)安裝了特定的導軌，供斷路器手車在內(nèi)滑行與工作。手車能在工作位置、試驗位置之間移動。靜觸頭的隔板（活門）安裝在手車室的后壁上。手車從試驗位置移動到工作位置過程中，隔板自動打開，反方向移動手車則完全復合，從而保障了操作人員不觸及帶電體。

絕緣套筒內(nèi)有真空滅弧室及觸頭上接線端子下接線端子手車式框架二次接線插頭2021/5/99斷路器按滅弧介質(zhì)可分為:油斷路器。又分為多油斷路器和少油斷路器。它們都是觸頭在油中開斷、接通，用變壓器油作為滅弧介質(zhì)。壓縮空氣斷路器。利用高壓力壓縮空氣來吹滅電弧的斷路器。SF6斷路器。利用SF6氣體來吹滅電弧的斷路器。真空斷路器。觸頭在真空中開斷、接通，在真空條件下滅弧的斷路器。固體產(chǎn)氣斷路器。利用固體產(chǎn)氣材料，在電弧高溫作用下分解出的氣體來熄滅電弧的斷路器。磁吹斷路器。在空氣中由磁場將電弧吹入滅弧柵中，使之拉長、冷卻而熄滅電弧的斷路器。2021/5/910

操動機構(gòu)：按操動機構(gòu)所用操作能源的能量形式不同，操動機構(gòu)可分為以下幾種：1、手動機構(gòu)（CS）：指用人力合閘的操動機構(gòu)。2、電磁機構(gòu)（CD）：指用電磁鐵合閘的操動機構(gòu)。3、彈簧機構(gòu)（CT）：指事先用人力或電動機使彈簧儲能實現(xiàn)合閘的彈簧合閘操動機構(gòu)。

彈簧操作機構(gòu)由彈簧貯能、合閘維持、分閘維持、分閘4個部分組成，零部件數(shù)量較多，約200個，利用機構(gòu)內(nèi)彈簧拉伸和收縮所儲存的能量進行斷路器合、分閘控制操作。彈簧能量的儲存由儲能電機減速機構(gòu)的運行來實現(xiàn)，而斷路器的合、分閘動作靠合、分閘線圈來控制，因此斷路器合、分閘操作的能量取決于彈簧儲存的能量而與電磁力的大小無關，不需太大的合、分閘電流。2021/5/911彈簧操作機構(gòu)的優(yōu)點主要有（1）合、分閘電流不大，不需要大功率的操作電源；（2）

既可遠方電動儲能，電動合、分閘，也可就地手動儲能，手動合、分閘，因此在操作電源消失或出現(xiàn)操作機構(gòu)拒絕電動的情況下也可以進行手動合、分閘操作；（3）

合、分閘動作速度快，不受電源電壓變動的影

響，且能快速自動重閘；（4）

儲能電機功率小，可交直流兩用；（5）

彈簧操作機構(gòu)可使能量傳遞獲得最佳匹配，并使各種開斷電流規(guī)格的斷路器通用同一種操作機構(gòu)，選用不同的儲能彈簧即可，性價比優(yōu)。2021/5/912彈簧操作機構(gòu)的缺點主要有：（1）結(jié)構(gòu)比較復雜，制造工藝復雜，加工精度要求高，制造成本比較高；（2）操作沖力大，對構(gòu)件強度要求高；（3）容易發(fā)生機械故障而使操作機構(gòu)拒動，燒毀合閘線圈或行程開關；

（4）存在誤跳現(xiàn)象，有時誤跳后分閘不到位，無法判斷其合分位置；

（5）分閘速度特性較差。4、電動機機構(gòu)（CJ）：指用電動機合閘與分閘的操動機構(gòu)。5、液壓機構(gòu)（CY）：指以高壓油推動活塞實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構(gòu)。6、氣動機構(gòu)（CQ）：指用壓縮空氣推活塞實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構(gòu)。7、永磁機構(gòu)：利用永久磁鐵進行斷路器位置保持，是一種電磁操動、永磁保持、電子控制的操作機構(gòu)。2021/5/913C-電纜室電纜室內(nèi)可安裝電流互感器、接地開關、避雷器（過電壓保護器）零序互感器以及電纜等附屬設備，并在其底部配制開縫的可卸鋁板，以確?，F(xiàn)場施工的方便。D-繼電器儀表室繼電器室的面板上，安裝有微機保護裝置、操作把手、保護出口壓板、儀表、狀態(tài)指示燈（或狀態(tài)顯示器）等；繼電器室內(nèi)，安裝有端子排、微機保護控制回路直流電源開關、微機保護工作直流電源、儲能電機工作電源開關（直流或交流），以及特殊要求的二次設備。2021/5/914開關柜手車的三個位置工作位置試驗位置檢修位置

斷路器與一次設備有聯(lián)系，合閘后，功率從母線經(jīng)斷路器傳至輸電線路。

二次插頭可以插在插座上，獲得電源。斷路器可以進行合閘、分閘操作，對應指示燈亮；斷路器與一次設備沒有聯(lián)系，可以進行各項操作，但是不會對負荷側(cè)有任何影響，所以稱為試驗位置。

斷路器與一次設備（母線）沒有聯(lián)系，失去操作電源（二次插頭已經(jīng)拔下），斷路器處于分閘位置。

2021/5/915二、開關柜聯(lián)鎖裝置開關柜具有可靠的聯(lián)鎖裝置，滿足五防的要求，切實保障了操作人員及設備的安全。a、斷路器手車在推進或拉出過程中，無法合閘；

b、斷路器手車只有在試驗位置或工作位置時，才能進行合、分操作而且在斷路器合閘后，手車無法從工作位置拉出；防止斷路器在合閘狀態(tài)推進或拉出負荷區(qū)。

c、僅當接地開關處在分閘位置時，斷路器手車才能從試驗位置移至工作位置；僅當斷路器手車處于試驗位置或柜外時，接地開關才能進行分、合閘操作；

2021/5/916d、接地開關處于分閘位置時，開關柜下門及后門都無法打開，防止了誤入帶電間隔。接地刀閘在分位時，開關柜盤后門被閉鎖桿橫向卡住不能打開開關柜盤后門與接地開關聯(lián)鎖示意圖e、斷路器手車在試驗或工作位置，沒有控制電壓時，可實現(xiàn)僅能手動分閘不能合閘。2021/5/917f、斷路器手車在工作位置時，二次插頭被鎖定不能拔出。

開關設備上的二次線與斷路器手車上的二次線的聯(lián)絡是通過手動二次插頭來實現(xiàn)的，二次插頭的動觸頭通過一個尼龍波紋收縮管與斷路器手車相連，二次靜觸頭座裝設在開關柜手車室的右上方。斷路器手車只有在試驗、斷開位置時，才能插上和解除二次插頭，斷路器手車處于工作位置時由于機械聯(lián)鎖作用，二次插頭被鎖定，不能被解除。開關柜二次插頭被鎖定示意圖2021/5/918常見故障和處理方法

斷路器拒絕合閘

現(xiàn)象可能原因處理斷路器不動作，紅燈不亮1．控制電源不正常，控制或者合閘保險熔斷。2.合閘轉(zhuǎn)換開關接點不通。3.“遠方、就地”轉(zhuǎn)換開關投入錯誤。4.斷路器輔助觸點不通。5.斷路器未儲能。6.工藝連鎖點未復位。7.機械機構(gòu)故障。8.綜保合閘回路內(nèi)部故障。9.合閘線圈燒壞1．檢查控制電壓和保險是否異常，否則調(diào)整或者更換。2.合閘轉(zhuǎn)換開關接點是否異常。3.將“遠方”、“就地”轉(zhuǎn)換開關正確投入。4.檢查斷路器輔助觸點；5．如果未儲能，檢查自動儲能回路，否則手動儲能6.檢查工藝連鎖回路，通知現(xiàn)場復位連鎖點。7.調(diào)整機械機構(gòu)，使之靈活好用。8.檢查綜保內(nèi)部合閘回路9.更換合閘線圈查明原因后應及時匯報調(diào)度2021/5/919斷路器拒絕跳閘

現(xiàn)象可能原因處理執(zhí)行跳閘指令時斷路器不動作，綠燈不指示，電流表無變化1.跳閘線圈燒壞。2.控制電源不正常。3.斷路器輔助觸點燒壞或者轉(zhuǎn)換開關接點卡住。4.控制保險燒壞。5.機械機構(gòu)故障6.綜保故障1.如果線圈燒壞，更換線圈。2.調(diào)整電壓至正常范圍。3.如果輔助觸點或轉(zhuǎn)換開關壞，更換。4.換控制保險5.調(diào)整機械機構(gòu)，使之靈活好用。6.檢查綜?；芈凡槊髟蚝髴皶r匯報調(diào)度。2021/5/920斷路器誤合閘

現(xiàn)象可能原因處理未經(jīng)操作自動合閘,合閘指示燈亮，電流有指示1．直流兩點接地使合閘控制回路接地；2．元件某種故障原因，使開關合閘控制回路接通；3．由于合閘接觸器線圈電阻過小，且動作電壓偏低，直流系統(tǒng)發(fā)生瞬間脈沖時，引起斷路器誤合閘；4．彈簧操作機構(gòu)，儲能彈簧鎖扣不可靠，在有震動情況下，鎖扣自動解除造成斷路器自行合閘。發(fā)現(xiàn)開關誤合時，應立即拉開誤合的斷路器，同時匯報調(diào)度。若拉開后再“誤合”，應斷開開關合閘電源，拉開開關，聯(lián)系調(diào)度和有關部門。1．檢查直流系統(tǒng)是否接地；2．更換故障元件；3．更換合閘線圈；4．調(diào)整機械機構(gòu)，使之靈活好用。2021/5/921斷路器誤跳閘

現(xiàn)象可能原因處理無短路或接地現(xiàn)象，繼電保護未動作，斷路器自動跳閘,相應指示燈亮。1.人員誤碰，誤操作；2.機構(gòu)受外力振動，保護盤受外力振動引起自動脫扣的“誤跳”；3.其他電氣或機械性故障，發(fā)現(xiàn)開關誤跳以后，應匯報調(diào)度作如下處理：由于人員誤碰，誤操作，或機構(gòu)受外力振動，保護盤受外力振動引起自動脫扣的“誤跳”，對饋線應立即送電。對其他電氣或機械性故障，無法立即恢復送電的則應聯(lián)系調(diào)度與有關部門將“誤跳”斷路器暫停用、待檢修處理。2021/5/922ZN139-12永磁式真空斷路器2021/5/923ZN139-12系列永磁真空斷路器型號及含義2021/5/924國際最先進的“西門子”真空滅弧室或由南自設計監(jiān)制機械壽命達4萬次的真空滅弧室國內(nèi)最先進的南自永磁操作機構(gòu)國內(nèi)最具信任度的“南自”智能控制器最早通過西高所型式試驗國內(nèi)實際運行時間最久機構(gòu)壽命12萬次額定電流630-4000A額定開斷短路電流20-40KA公司生產(chǎn)過程通過西門子驗收,符合西門子真空開關生產(chǎn)要求,并授予證書ZN139-12系列永磁真空斷路器主要特點2021/5/925傳統(tǒng)彈簧機構(gòu)(VS1)真空斷路器ZN139-12永磁式真空斷路器永磁真空斷路器與傳統(tǒng)彈簧機構(gòu)真空斷路器2021/5/926··

彈簧機構(gòu)真空斷路器,機構(gòu)200余零件構(gòu)成，傳動環(huán)節(jié)復雜,其中任一零件出現(xiàn)故障都會導致斷路器無法正常工作，機械傳動可靠性低。

·永磁式斷路器，采用永磁式操作機構(gòu),機構(gòu)僅由9個零件組成,較傳統(tǒng)的彈簧機構(gòu)零部件數(shù)量極少,傳動環(huán)節(jié)極其簡化,機械傳動有極高的可靠性。

永磁真空斷路器與傳統(tǒng)彈簧機構(gòu)真空斷路器2021/5/927

傳統(tǒng)彈簧機構(gòu)維修非常不方便。雖然許多廠家意識到此問題，將機構(gòu)進行了模塊化設計，來解決這一問題，換言之這恰恰正是彈簧機構(gòu)故障率高的一個體現(xiàn)。

參照彈簧機構(gòu)多年的運行狀況，并對各型號彈簧機構(gòu)斷路器運行過程中的故障進行分析發(fā)現(xiàn)：彈簧機構(gòu)斷路器在運行過程中有三個環(huán)節(jié)顯得尤為重要（儲能保持、合閘、合閘保持），其亦為引起斷路器故障，造成事故的主要原因所在。

傳統(tǒng)彈簧機構(gòu)真空斷路器永磁真空斷路器與傳統(tǒng)彈簧機構(gòu)真空斷路器2021/5/928產(chǎn)品特點ZN139-12（VN1）系列永磁真空斷路器·

產(chǎn)品采用永磁式操作機構(gòu),構(gòu)件由9個零件組成,較傳統(tǒng)的彈簧機構(gòu)零部件數(shù)量極少(彈簧機構(gòu)約有200個零件組成),因而傳動環(huán)節(jié)極其簡化,機