高压断路器工作原理及故障

王文浩 钟媛媛

山东中实易通集团有限公司 山东 济南 250002

摘要：高压断路器的正常运行影响着配电系统的正常运行，因此，为保证电力的正常供应需要不断研究，并解决高压断路器出现了问题。为了促进电网的有效发展，满足社会对电能的基本需求，高压断路器应该不断发展，保障我国配电系统的正常运行，使电力系统能够更加安全。本文主要分析高压断路器工作原理及故障

关键词：高压；断路器；工作原理；

引言

由于高压断路器故障原因多样、故障机理复杂，仅依靠分合闸线圈电流不能完整反映操作机构工作状态与故障情况。后续工作将从包括机械振动、触头行程、储能电机电流等多方面开展研究分析。此外，文中使用的故障案例样本及分类器均有限，后期工作中将增大样本空间、故障种类，采用多种模型研究故障诊断性能。

1. 断路器的工作原理

高压断路器是通过有效的开合操作，对电力系统进行控制和维护的一个重要工具，主要是通过对电网的运行状态进行控制来保护电力系统的正常运行，高压断路器不仅能对高压电流进行操控，当电力系统出现问题时，还能通过断电器保护装置对电流进行切断，其具备断流能力和灭弧结构。一旦断路器出现故障，不能正常工作，当电网出现问题的时候，不能及时切断电流，这样会使得网络故障面积变大，最严重的情况是影响整个电网的正常工作，因此保障高压断路器的正常工作也是保障整个电力系统正常工作的重要措施。在正常或有故障条件下插入或断开高压电路的特殊装置。在具体应用过程中，它负责稳定电流，及时检测和解决电力系统故障，不仅可以切断和关闭高压电路的空电流和负载流，而且当系统在发生故障时可以通过继电器的保护装置。。

2、高压断路器的主要故障

2.1绝缘故障

高压断路器最常见的故障之一是隔离故障。造成此错误的主要原因是爆炸、张力故障和其他绝缘问题，包括更多的绝缘和外部绝缘故障。内部绝缘误差是由断路器在操作过程中由异物引起的断路器放电，导致绝缘失效。造成外接的主要原因是瓷套尺寸和外绝缘泄露比距不符合要求，由于电路破碎机和消除机柜不匹配、绝缘距离不足、绝缘措施不加强等原因，导致高压开关柜绝缘失效，此外开关柜部件的质量也可能导致短路故障。

2.2拒动故障分析

高压断路器在正常状态下通过分合控制电流，拒绝故障发生后妨碍正常分合动作，导致工资跳闸，扩大系统故障范围。通常，拒绝发生的原因包括机械和电气原因。1)机械原因。高压断路器因机械原因引起的拒绝故障，导致仪器的生产制造、调试安装、检修等存在质量问题，最终导致电力系统高压断路器的使用出现机械故障。2)电气原因。由于电气原因导致的高压断路器拒绝故障的触发点由电气控制不当、辅助电路故障、分离闭合线圈的燃烧、辅助开关的工作故障、闭合接地故障、二次布线故障等引起。

2.3误动故障

高压断路器的误动故障由三个原因引起。1) 二次回路存在问题。二次电路布线端子排在潮湿的环境下会降低自身的绝缘性，进而引发合闸回路和分闸回路之间的放电短路现象，最终导致断路器的故障。2)液压机制原因。液压机构引起误动的原因是断路器的工厂配置差，使用过程中缺乏必要的清洁，最终导致液压油泄漏。3)弹簧工作机制的原因。检查和修理高压断路器时，工作机构制动器、废路的尺寸设置不符合实际要求，最终导致弹簧的预压压缩量不符合相关标准，最终使弹簧机构无法保持合理状态，从而导致高压断路器的磁粉和自耦。

3. 高压断路器故障分析和处理办法

3.1载流故障分析

高压断路器出现载流故障的原因是触头接触不良或者触头周围引线温度过高，而触头接触不良一般是因为动静触头没有完全对中，因此在操作的时候喷口和静弧触头往往会出现碰撞，在碰撞的影响下灭弧室的喷口会出现断裂，进而引发关合事故。在操作的过程中动静触头出现对中问题的原因是装配的过程中没有采取有效的触头保护措施，最终使动静触头的中偏差较差，进而引发电力系统故障。

3.2断路器合闸故障分析

避免由于自动装置或者控制开关合闸点未返回，闭合断路器设备或线路产生断路器持续性跳闸的情况，如工作人员未放开手柄，自动装备合闸点连接在一起。电流启动和电压维持式电气防跳功能是，避免由于跳闸回路断路器的接点调整不合适，产生保护出口断弧、烧毁的情况。此种情况无法保护微机装置，但常常被人忽略。断路器在工作过程中，能够切断高压回路中的负载电流和空载电流，同时也能使两种电流闭合。系统在出现故障后，应结合继电保护装备切断断路电流和过载电流，并且也要完善灭弧结构。断路器在合闸时，因保护装备和控制手柄上的合闸接点无法及时返回，当线路发生故障后，继电保护装置会向断路器发放跳闸动作指令，使断路器处在反复跳闸和合闸过程中，此种现象通常也被人们称作“断路器跳跃”。若断路器在故障状态下，反复分闸、合闸，不但会使断路器受损，同时也会使电网运行受到影响，威胁电网安全。由此可知，组织断路器在跳跃式二次回路中的重要功能。

3.3隔离开关拒分拒合故障分析

在实践操作过程中，可以发现导致隔离开关出现拒分拒合情况的原因主要有以下两个方面，一方面是传动系统及结构出现异常，可能是由于机箱内留有雨水，使得内部构件出现锈蚀情况所导致。面对这种情况，检修人员在检修的过程中应该对出现锈蚀的位置开展修复以及防锈维护工作，对出现严重损坏的原件进行更换，可以涂抹适量的润滑脂进行防锈;另一方面是电气原因导致的隔离开关拒分拒合。当检修人员经过检修之后确定是由于电气原因造成的，则需要检查电机主回路和控制回路的通断情况，待检查后发现若是主回路异常，则应该检查电源和分合闸接触器等部位;如果是控制回路，则应该注重检查闭锁回路。检修过程中如果发现元件出现损坏的情况，应该及时更换备用的二次元件。

3.4不断开展维修检修人员技术和知识培训

提升技术人员整体素质提升电路设备检修工作对于电路的整体运行状态具有极为深刻的意义。针对相关维修技术人员技能水平不足的情况，相关部门要不断加强对员工的知识培训，通过开展经验交流会、邀请权威经验人士教授相关课程传授经验心得等手段，强化员工知识基础。此外，还要通过相关的技能知识考试或者实践技术测验等方法不断实现技术人员的知识更新，为断路设备的安全运行提供新鲜血液。最后还要通过不断增强技术人员面对突发电力安全事件的处变能力，要有即时处理的能力与素质，要对断路器的内部构造牢记于心，能够做到及时解决断路器拒分拒合问题，及时修复破损电路。还要不断引导员工从自身出发，养成善于总结维修经验的习惯，为自身的技能进步和行业可持续发展提供安全保障。技术人员还要对电力事业报以最大的热情与信心，以热情的工作状态迎接每天出现的不同问题，为电力安全问题的解决提供保障。

结束语

断路器与隔离开关作为高压线路的重要组成部分，能够起到传输控制、故障保护的作用，有效保护人身和电力系统的安全。随着输电负荷的激增与线路短路故障发生而引发的电气安全事故，可能会出现使得断路器过载运行的情况。

参考文献：

[1]丛晶.电气设备在线监测与状态检修技术[J].电子技术与软件工程,2019,22.

[2]闫站正,周华.高压断路器状态检修研究综述[J].科技视界,2019,29.

[3]刘锦杰,叶波,等.一种基于云模型的SF6高压断路器状态评估方法[J].高压电器,2019,4.

[4]甘凌霄,朱剑宇,等.基于DSP的高压断路器控制回路智能防烧模块的研制[J].电力大数据,2018,6.

[5]万玉辉.简析高压电气设备状态检修技术的发展与应用[J].低碳世界,2017,19.