断路器继电器故障的原因分析及对策
2022-06-09
摘 要：文章以某变电站为例，针对其常见的断路器合闸故障、继电器生锈卡滞等问题进行了简要的描述，并对导致这些问题的原因进行了深入研究分析，得到了解决这些问题的改进措施，并提出要加强日常的检测力度，以及日常使用及检修中应该注意的事项。通过对这些问题的探索分析，达到减少故障、提高生产能力的目的，从而提高变电站的经济效益。
关键词：变电站;断路器;继电器;故障原因及对策
中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）36-0075-02
1 断路器供电故障概述
断路器继电器是电力系统中的重要组成部分，继电器是否正常运行决定着断路器运行状态，从而影响着电力系统的可靠性和稳定性。因此，加强对变电站断路器继电器的检测维护，及时处理故障，保障断路器的正常运行，对电力系统安全稳定运行有着重大意义。
断路器在实际的运行当中会出现许许多多的问题，这就需要专业人员积累经验，逐渐减少故障发生的可能性。断路器发生的故障类型有很多，简单来说，可分为两种：①断路器内部机械故障;②断路器器二次回路以及元器件故障。内部机械故障主要是机构故障、回路电阻故障等内部故障;二次回路以及元器件故障主要是二次端子、继电器等故障。本文主要结合断路器二次继电器故障进行分析原因以及改进对策。
2 问题简述
2015年3月，调度监控员对220 kV变电站110 kV开关进行了远方倒闸操作，发出远方操作命令后，断路器拒动。现场检查后台及远方无异常信号，检查断路器汇控箱继电器故障，机构箱内部储能电机接触器（88 M）、合闸弹簧未储能信号继电器（33HBX）都已卡滞无法吸合。由于储能电机接触器（88 M）、合闸弹簧未储能信号继电器（33HBX）同时损坏，断路器无法正常储能及发异常告警信号。
3 继电器故障原因分析
根据对继电器的分析发现，机构箱内部损坏的继电器为天水某电器有限公司生产。现场对损坏继电器进行拆解分析，发现储能电机接触器（88 M）、合闸弹簧未储能信号继电器（33HBX）产品质量存在缺陷，其磁吸铁芯活动的导向卡子使用了铁质材料，由于运行时间较长，受到潮气影响生锈卡涩，导致开关合闸弹簧释放后，储能电机接触器（88 M）虽已带电但无法正常吸合，储能电机无法启动。同时合闸弹簧未储能信号继电器（33HBX）因生锈卡涩，导致未储能信号亦未能同时发出，本应闭锁合闸回路的节点（也由33HBX提供）未能正确动作，未发出控回断线信号。
3.1 环境原因导致的生锈
根据对变电站采用的继电器的分析，目前采用的继电器既有导向件无镀锌层的普通继电器，也有镀锌层导向件的湿热型继电器，二者适用的环境不同，普通型适用于正常情况下的生产运作，湿热型适用于湿度热度较高的环境下，而且需要对导向件、螺钉等部位做好防腐工作。
因此，在使用过程中，很可能将普通型产品和湿热型产品进行混合使用，导致普通产品不适用于高湿度高温度的环境，从而发生生锈卡滞现象。
3.2 继电器的缺陷导致的生锈
该变电站采用的继电器使用的是铜导向件，虽然铜导向件的使用经实验证明，可以有效地解决生锈问题，但是铜导向件的导磁性能较差，会影响动磁铁的磁特性。此外，经实验证明（盐雾试验），在特殊情况下，黄铜导向件依然会被锈蚀，从而导致变电器的生锈卡滞问题。
3.3 继电器卡滞
该变电站的继电器使用年限较长，其壳体和线圈骨架在使用的过程中被氧化的时间较长，出现了配合尺寸不一致的现象，从而造成衔铁导向件与线圈骨架导向槽配合过盈，导致继电器的吸合不到位、甚至不能吸合而产生卡滞。
4 问题的改进措施
4.1 对导向件进行改进，并做好防护工作
由于普通继电器适用于普通场所，目前没有特殊的防护措施能够对其进行保护，解决导向件生锈的问题。因此，当继电器使用的环境较恶劣时，应当做好必要的防护工作，减少不必要的问题的出现。
此外，要加强对导向件的改进，材质上，由用硬度较大的碳素结构钢取代原来的冷轧钢板;加工工艺上，由原来的板材改为专用线材;厚度上也要有一定程度的增加;镀层也要由原来的EpZn6.P改为EpZn9.P。
4.2 采用新的模具，防止继电器卡滞
为了有效的解决继电器的卡滞问题，对于壳体和线圈骨架应该重新设计一套更为精密的模具，以提高其配合的精确度，并对其各项性能进行试验，通过后方能投入正常使用。
4.3 加强与供应商的沟通和协调，选择合适的继电器
加强与继电器供应商的沟通与协调，采用适合变电站生产实际的继电器，从源头上减少生锈卡滞问题，针对变电站对继电器的特殊的使用工况，应该与继电器供应商协调，提供符合变电站生产过程中的实际情况的继电器，不管使用的是否为湿热型继电器，对所有采购的产品无论是否为湿热型，全部采用防腐处理，从而解决了普通产品与湿热产品混用的情况。
4.4 提高相关人员的整体素质
加强对运行人员、检修人员的的职业生涯管理，为其提供必要的技术业务培训，强化其理论技术水平，并保证其在实际情况处理过程中的应用，提高其专业素养。此外，要加强企业文化对员工的影响，激发其工作责任感，提升员工的职业道德素质，从而提高员工的整体素质，减少因故障导致的经济损失。
5 日常检修及使用过程中的注意事项
①在日常使用过程中，要加强对产品的保护，做好防护工作，从而避免产生的凝露影响继电器的正常工作运行。
②在检修过程中，检修人员可以根据手动按压继电器支架，然后松开，观察其反应，从而判断继电器的运作情况是否正常。如果发现有轻微卡滞现象，可以打开继电器的上下壳体，用细砂纸对生锈点进行擦除、磨光，或者用黄油涂抹于生锈处进行润滑，从而保障继电器的正常使用运行。
6 结 语
电力行业作为我国重要的能源行业，电力系统的安全性和稳定性对我国经济的发展和人们生活质量的保障有着重要作用。 而断路器继电器作为电力系统的重要组成部分，严重影响着电力系统的安全运行。
因此，变电站要加强对断路器继电器的重视，对生产过程中出现的断路器继电器故障进行科学有效的分析，并进行经验总结，从而缩短故障处理周期，提升电网的安全性，减少因故障导致的损失。
参考文献：
[1] 林传明.一起变电站断路器合闸故障分析与处理[J].中国高新技术企 业，2014，（14）.
[2] 白建.断路器、热继电器等低压电器的故障检测方法分析[J].信息通信，
2013，（8）.
关键词：变电站;断路器;继电器;故障原因及对策
中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）36-0075-02
1 断路器供电故障概述
断路器继电器是电力系统中的重要组成部分，继电器是否正常运行决定着断路器运行状态，从而影响着电力系统的可靠性和稳定性。因此，加强对变电站断路器继电器的检测维护，及时处理故障，保障断路器的正常运行，对电力系统安全稳定运行有着重大意义。
断路器在实际的运行当中会出现许许多多的问题，这就需要专业人员积累经验，逐渐减少故障发生的可能性。断路器发生的故障类型有很多，简单来说，可分为两种：①断路器内部机械故障;②断路器器二次回路以及元器件故障。内部机械故障主要是机构故障、回路电阻故障等内部故障;二次回路以及元器件故障主要是二次端子、继电器等故障。本文主要结合断路器二次继电器故障进行分析原因以及改进对策。
2 问题简述
2015年3月，调度监控员对220 kV变电站110 kV开关进行了远方倒闸操作，发出远方操作命令后，断路器拒动。现场检查后台及远方无异常信号，检查断路器汇控箱继电器故障，机构箱内部储能电机接触器（88 M）、合闸弹簧未储能信号继电器（33HBX）都已卡滞无法吸合。由于储能电机接触器（88 M）、合闸弹簧未储能信号继电器（33HBX）同时损坏，断路器无法正常储能及发异常告警信号。
3 继电器故障原因分析
根据对继电器的分析发现，机构箱内部损坏的继电器为天水某电器有限公司生产。现场对损坏继电器进行拆解分析，发现储能电机接触器（88 M）、合闸弹簧未储能信号继电器（33HBX）产品质量存在缺陷，其磁吸铁芯活动的导向卡子使用了铁质材料，由于运行时间较长，受到潮气影响生锈卡涩，导致开关合闸弹簧释放后，储能电机接触器（88 M）虽已带电但无法正常吸合，储能电机无法启动。同时合闸弹簧未储能信号继电器（33HBX）因生锈卡涩，导致未储能信号亦未能同时发出，本应闭锁合闸回路的节点（也由33HBX提供）未能正确动作，未发出控回断线信号。
3.1 环境原因导致的生锈
根据对变电站采用的继电器的分析，目前采用的继电器既有导向件无镀锌层的普通继电器，也有镀锌层导向件的湿热型继电器，二者适用的环境不同，普通型适用于正常情况下的生产运作，湿热型适用于湿度热度较高的环境下，而且需要对导向件、螺钉等部位做好防腐工作。
因此，在使用过程中，很可能将普通型产品和湿热型产品进行混合使用，导致普通产品不适用于高湿度高温度的环境，从而发生生锈卡滞现象。
3.2 继电器的缺陷导致的生锈
该变电站采用的继电器使用的是铜导向件，虽然铜导向件的使用经实验证明，可以有效地解决生锈问题，但是铜导向件的导磁性能较差，会影响动磁铁的磁特性。此外，经实验证明（盐雾试验），在特殊情况下，黄铜导向件依然会被锈蚀，从而导致变电器的生锈卡滞问题。
3.3 继电器卡滞
该变电站的继电器使用年限较长，其壳体和线圈骨架在使用的过程中被氧化的时间较长，出现了配合尺寸不一致的现象，从而造成衔铁导向件与线圈骨架导向槽配合过盈，导致继电器的吸合不到位、甚至不能吸合而产生卡滞。
4 问题的改进措施
4.1 对导向件进行改进，并做好防护工作
由于普通继电器适用于普通场所，目前没有特殊的防护措施能够对其进行保护，解决导向件生锈的问题。因此，当继电器使用的环境较恶劣时，应当做好必要的防护工作，减少不必要的问题的出现。
此外，要加强对导向件的改进，材质上，由用硬度较大的碳素结构钢取代原来的冷轧钢板;加工工艺上，由原来的板材改为专用线材;厚度上也要有一定程度的增加;镀层也要由原来的EpZn6.P改为EpZn9.P。
4.2 采用新的模具，防止继电器卡滞
为了有效的解决继电器的卡滞问题，对于壳体和线圈骨架应该重新设计一套更为精密的模具，以提高其配合的精确度，并对其各项性能进行试验，通过后方能投入正常使用。
4.3 加强与供应商的沟通和协调，选择合适的继电器
加强与继电器供应商的沟通与协调，采用适合变电站生产实际的继电器，从源头上减少生锈卡滞问题，针对变电站对继电器的特殊的使用工况，应该与继电器供应商协调，提供符合变电站生产过程中的实际情况的继电器，不管使用的是否为湿热型继电器，对所有采购的产品无论是否为湿热型，全部采用防腐处理，从而解决了普通产品与湿热产品混用的情况。
4.4 提高相关人员的整体素质
加强对运行人员、检修人员的的职业生涯管理，为其提供必要的技术业务培训，强化其理论技术水平，并保证其在实际情况处理过程中的应用，提高其专业素养。此外，要加强企业文化对员工的影响，激发其工作责任感，提升员工的职业道德素质，从而提高员工的整体素质，减少因故障导致的经济损失。
5 日常检修及使用过程中的注意事项
①在日常使用过程中，要加强对产品的保护，做好防护工作，从而避免产生的凝露影响继电器的正常工作运行。
②在检修过程中，检修人员可以根据手动按压继电器支架，然后松开，观察其反应，从而判断继电器的运作情况是否正常。如果发现有轻微卡滞现象，可以打开继电器的上下壳体，用细砂纸对生锈点进行擦除、磨光，或者用黄油涂抹于生锈处进行润滑，从而保障继电器的正常使用运行。
6 结 语
电力行业作为我国重要的能源行业，电力系统的安全性和稳定性对我国经济的发展和人们生活质量的保障有着重要作用。 而断路器继电器作为电力系统的重要组成部分，严重影响着电力系统的安全运行。
因此，变电站要加强对断路器继电器的重视，对生产过程中出现的断路器继电器故障进行科学有效的分析，并进行经验总结，从而缩短故障处理周期，提升电网的安全性，减少因故障导致的损失。
参考文献：
[1] 林传明.一起变电站断路器合闸故障分析与处理[J].中国高新技术企 业，2014，（14）.
[2] 白建.断路器、热继电器等低压电器的故障检测方法分析[J].信息通信，
2013，（8）.