南方电网玉溪供电局 郑继辉 何 杰

传统的断路器响应主要依赖于机械系统中的一些物理动作，这样就会导致系统组件过多，从而产生体积太大的问题。而且断路器依靠物理机械的运动动作实现了运转，各个环节都非常复杂，所需时间费用较高，受技术因素影响在精确度上不能达到高度，从而使整合变得困难，导致全部效果不佳[1]。电子式和光电互感器问世使断路器智能化的进程有所加快，依靠电磁技术的控制和保护传统科技逐渐淡出市场，变电站自动化技术从二次系统向一个系统的发展方向。随着技术不断发展，技术研究者将计算机科技与断路仪器结合，融入检测和保护功能等领域，从而使技术不断发展，实现自动化技术和供电技术的一体化发展。

目前市场上已有许多关于断路器的新产品，具有多种新功能，使断路器拥有了故障分析、数据诊断、历史信息查询等能力。这些新技术的加入让传统的断路器也不断得到开发而变得更加智能，功能也更加全面[2]。这类的新型断路器通常都有一些特定的接口能够与上位机相连接从而形成了一种具有综合性的自动化系统。断路器要对导致电流故障原因进行分析来判断故障的类别，这需对导致智能断路器故障的主要因素进行排查并分析其原因。

1 断路器的检修

检修是保障电力系统中电力设备能正常进行运行的一种常见的重要排查方式。对电力系统的故障进行准确地排查，这样能够保障系统安全的正常运行。“事后检修”指的是受到各种因素的限制时，电力系统的故障不能被实现预见，只有在出现故障后才能进行维修[3]。在正常情况便不会进行故障排查。

一般情形下数量众多的数据信号是传统故障诊断的判断依据，但这种方式易受外界因素影响而出现偏差，采集环节也极其繁琐，在对振动信号与电弧信号的采集就很容易受到其他因素的影响，这就会使对电力设备故障诊断的精确程度大大降低。要适应断路器智能化的发展，对断路器的故障检测与排查也需通过状态检修的手段来进行检查，在电力设备出现故障后再进行人工检查。这样的故障检查方式极大程度地节约了人工成本与物力资源。状态检测需建立在构建一个完整的在线监控平台基础上，这样就可通过智能诊断的方式弥补传统断路器的弊端。这种新型诊断方法主要通过信号处理提取信号的特征，再对这些特征进行相应的处理或通过神经网络、模糊算法、粒子群算法进行故障检测。通过智能算法可以改善信号处理，使断路器故障的诊断更加准确。

2 断路器常见故障

通过观察国际研究委员会对断路器故障研究调查的数据，可看到断路器在工业生产与电器应用领域上的故障高达78%，这些故障中有四成左右属于绝缘故障、四分之一属于操作拒动作、约两成左右属于误动作，占不到一成的过载故障。以下是根据对调查数据的分析得出其故障的表现与原因[4]。

2.1 断路器的触头的拒动作

2.1.1 拒绝合闸

铁芯未启动。可能性原因为：回路有电压时线圈烧毁或断线或铁芯出现卡色，回路无电压时熔丝熔断、或辅助开关触点接触不良、或二次回路接触不良；当铁芯动作后操作杠杆未启动。可能性原因为：运动过程受阻、合闸锁扣扣入牵引杆过深、线圈端子电压偏低、铁芯撞杆导致变形；操作机构未释放。可能性原因为：主体或操作机构被卡住、杠杆扭曲变形、牵引杆未出“死区”。

2.1.2 拒绝分闸。

铁芯未启动。可能性原因为：线圈端子带电压时铁芯卡涩、线圈烧毁或部分断线。线圈端子不带电压时熔丝熔断或二次回路接触不良；机构连板系统未动作。可能性原因为：本体或者部分机构严重卡涩。

2.2 误合闸

断路器中的电力系统的重要影响因素就在于断路器的误动作，导致出现自动合闸，此后又出现分闸，储能后自动合闸等现象。其异常表现和可能性分析如下：线圈储能后合闸。可能性原因为：复归弹簧变形致使四连杆为复位、合闸四连杆的受力过小、锁扣支架支撑连接松动、电机电源未接及时切换；无分闸信号可自动分闸。可能性原因为：分闸线圈的动作电压过低、继电器触点始终闭合、二次回路出现接地现象；分闸后又合闸。可能性原因为：分闸扣和操作机构未复位、锁钩表面变形严重致使锁扣不稳定、操作机构复位后幅度过大。

2.3 继电器故障

继电器由电力系统和灭弧系统两个主要部分组成，通过其触点的开合使得断路器在工作过程中接通或断开电路。良好的触点接触可保证断路器在承受额定电流的情况下不会过热，以确保系统的平稳运行。

3 故障参数分析

想要对断路器的综合性能进行分析，最直接的方法就是分析断路器各个典型故障的数据。通过分析断路器的整体状况对断路器发生的故障采取合适的处理方式，还要对断路器的发展趋势进行预测来保障设备的安全。断路器复杂的结构导致很多因素都会对其工作状态产生影响。通过对断路器参数的全面分析来对断路器的状态进行判断，对其特征量进行采集，通过对控制量与状态量的分析判断断路器的工作状态，这是判断断路器故障方式中相对较为常用和客观的方法[5]。

电力系统的分闸线圈是特别容易损毁或故障的元件之一。导致此现象的原因是断路器部分机械出现故障，导致断路器不能正确的开合，从而使得分闸线圈中的电流不能正常切断，最终导致烧毁。下面通过分析分闸圈和合闸圈烧毁原因，对分闸圈和合闸圈进行了研究。

分闸线圈故障：操动机构的机械故障。主要表现是铁芯被位移的电磁铁卡住，跳闸机构执行失败；断路器的拒分。会导致铁芯由于过载而被烧毁，产生拒分的原因通常是因为操作机构的故障；触点影响：在分闸之后控制回路辅助开关的触头不能快速消灭弧形，从而产生拉弧，这样就会使辅助开关烧毁。

合闸线圈故障：自由脱扣失败。断路器在有自由脱扣需求时，如出现故障会导致出现卡住与机构断裂的情况；行程位置故障。当辅助开关出现故障时会使合闸接触器损坏，产生这种情况的常见原因就是辅助开关的延迟触点不能断开；合闸接触器故障。主触点的电弧让接触电阻变大而使得励磁电流受到影响导致合闸线圈烧毁。

4 结语

本文通过研究智能断路器，具体来说就是分析断路器的参数数据从而进一步了解断路器的故障情况来对智能断路器进行介绍。断路器的故障分析主要通过分析断路器状态、主要故障元件、线圈合闸特征等情况，最终解释说明断路器工作的影响因素。