王旭 张建伟 白琼芬 李春元

【摘 要】断路器正常运行直接影响电网及电气设备的安全运行。为保证断路器的安全正常运行，无论采用何种操动机构，均应保证其操作电源完备可靠。对于采用液压式操作机构的SF6断路器，为保证断路器可靠分合闸，在断路器操作回路中设置压力监视回路，因此压力监视回路的好坏，直接关系断路器能否安全运行。本文对500kV断路器操作箱压力监视回路由两路控制电源经继电器切换供电情况进行分析，并提出相应的防范措施。

【关键词】断路器;控制电源;压力监视;防范措施。

引言

由于压力闭锁监视的好坏，关系到断路器能否安全可靠运行。为了确保日常运行中断路器压力监视回路的可靠性，220kV及以上断路器设计由两路控制电源自动切换，对操作箱内的压力监视回路供电。但这样可能导致由于压力回路故障，断路器两组控制回路失电，断路器丧失分合闸能力，一旦此时发生故障，断路器无法跳闸，及时切除故障，对电网的安全运行产生极大的隐患。本文将对断路器操作箱直流电源切换回路进行分析，并提出相应的防范措施。

1 事故经过及分析

2015年5月，在南方电网某500kV变电站断路器保护调试过程中，保护人员发现某操作箱型号为CZX-22R2的500kV断路器在传动试验过程中，后台机遥信发5463断路器SF6气体气压过低闭锁分合闸、5463断路器第一组控制回路断线、5463断路器第二组控制回路断线、第一组电源断线报警、第二组电源断线报警、5463断路器操动机构低油压分闸闭锁、5463断路器保护屏上控制回路1、2直流空开跳闸等信号。此时通过遥信信息和断路器操作箱压力监视回路图，我们可初步判断导致本次5463断路器发液压低闭锁分合闸的原因可能是：5463断路器本体上SF6气体密度表有问题、压力监视回路受潮误发信号、气压或液压压力不足、发生渗漏油、压力监视回路中发生短路。

2 故障原因分析

2.1 检查现场情况

变电站值班人员现场检查5463断路器SF6氣体压力值正常、无渗漏油情况、液压力值正常;检查端子箱无腐蚀、松动、断线等现象。在测控装置发现5463断路器两组控制电源空气开关都断开，测量5463断路器图1、图2分合闸回路4D1、4D88端子，发现回路不通，又对图1、2中11YJJ节点到负电端4D88进行测量，分合闸回路正常。结合断路器操作箱压力监视回路图分析故障可能发生在压力监视回路上。

2.2对压力监视回路进行检查

测量图3压力监视回路4D13、4D14、4D79与4D92端子回路通正常，对n10、n11、n67与n100测量，发现本该是开路，但测量时通路，逐段测后确定是n67与n100之间本该断开的4YJJ常开接点是闭合的。试将两组操作电源的空气开关合上，发现首先第一组的空气开关跳开，然后第二组的空气开关跳开，它们并没有同时跳开，结合5463断路器操作箱型号是CZX-22R2存在两路控制电源经继电器代供压力闭锁回路，判断故障可能发生在压力监视回路上4YJJ常开接点发生接地故障，造成粘连。经过保护专业人员的检查，确定此次事故产生的原因就是压力回路中的4YJJ常开接点发生接地故障，造成粘连，由于存在两路控制电源经继电器代供压力闭锁回路的影响，导致5463断路器两路控制回路失电。

3 压力监视回路的工作原理

在压力异常的情况下，为保证断路器安全工作及系统的安全运行，需要对相应的操作回路进行闭锁，即在断路器相应二次回路中串入常开的闭锁接点。以合闸回路为例：如图3所示的压力监视回路，该回路正常情况下，由4D13、4D92电源开入运行，11YJJ、12 YJJ、21YJJ、22YJJ、3YJJ等继电器励磁;如图2所示：在A相合闸回路中串入11YJJ常开接点，在正常情况下，图4的11YJJ继电器励磁，其常开接点闭合;当压力异常的情况下，图3中的4YJJ继电器励磁，其常开接点闭合，将n67，n100短接，11YJJ继电器失磁，其常开接点断开使得图2中的A相合闸回路断开。

4 压力监视回路的电源分析

4.1两路控制电源经继电器代供压力监视回路的考虑

传统设计中，设置了双操作电源、双跳闸线圈，但压力闭锁接点只有一组，为了保证压力闭锁回路的供电，设计了一个两路控制电源的自动切换回路，以获取断路器操作箱内压力闭锁继电器的电源。如图4所示：（1）正常情况下，两路直流电源都存在，第一路控制电源正常带电，使11JJ继电器励磁，常开接点闭合、常闭接点断开，第一路控制电源给压力回路供电;（2）当第一路控制电源消失时，11JJ继电器失磁，其常开接点断开、常闭接点闭合，压力回路自动切换到第二路控制电源供电。这种切换设计对第一路直流电源的消失有很好的补偿作用。

4.2两路控制电源经继电器代供压力监视回路的隐患

若压力低闭锁回路经操作箱直流电源切换供电，如果图3的压力闭锁回路中发生短路时，在图4 直流电源自动切换回路中，将会先跳开第一路控制电源空气开关，之后自行切换到第二路控制电源进行供电，因为此时短路故障并没有消除，将会导致第二路控制电源空气开关跳闸，最终导致操作箱同时失去直流电源自动切换回路的I、II两路直流电源，同时跳合闸回路失电。假如此时发生故障，保护动作，断路器拒动，将导致事故扩大。因此，断路器两路控制回路同时失电，安全隐患重大，应该避免和消除。

5 防范措施

考虑到一路直流电源故障时，若直流回路采用自动切换后的第二路直流供电，则第二路直流亦可能发生故障，造成两路直流电源均失去。现对两路控制电源经继电器代供压力闭锁回路，进行防范。

1、在未对压力监视回路的电源回路进行整改前，运行人员应会区分：

（1）当有断路器SF6气体气压低或液压低闭锁分合闸，伴随着发的只有两组控制回路断线信号;

（2）当有两组电源断线报警、两路控制回路失电信号，一般是压力回路故障。还有平时加强对断路器直流控制回路的监视，并将存在的问题及时汇报。

2、改造方法

（1）厂家到货设备中将图4中的操作电源自动切换回路解开，即将11JJ、12JJ励磁回路解开，并将其常闭接点回路解开，取消其切换回路后，原先切换后的回路要引入供电电源，并接在第一路控制电源回路，在端子排处短接4D1与4D13端子、短接4D88与4D92端子。短接完成后，压力回路由第一路控制电源单独供电，如图5所示。

（2）直流切换取消后，当第一路控制电源失电时，11YJJ继电器失磁，造成如图6中11YJJ触点断开，将闭锁第二路跳闸回路，使断路器失去跳闸功能，故在因将第二路控制电源正电跳过11YJJ接点，具体操作方法如下：在端子排处短接第二路跳闸回路4D7与4D10，使11YJJ接点短接，在第一路控制电源失电时第二路跳闸回路依然能实现跳闸功能。

6结束语

本文分析500kV断路器在压力回路故障时，会造成断路器两路控制回路失电，影响电网的安全运行，指出这是因为压力监视回路由操作箱直流电源切换供电引起的，建议取消该功能，压力闭锁回路造成断路器两路控制回路失电问题己解决。但是，改造后使得第二路跳闸回路失去压力闭锁能力，当发生压力降低情况断路器不能完全的闭锁分闸。因此，建议断路器应具备双套压力闭锁元件。通过两路控制电源分别供一路压力闭锁回路，提高断路器安全运行的可靠性。

（作者单位：云南电网有限责任公司红河供电局）