柱上斷路器作為促進(jìn)配網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于配網(wǎng)分段、聯(lián)絡(luò)及支線中，在促進(jìn)供電可靠性方面起著舉足輕重的作用。

柱上斷路器的主要用途有兩個(gè)方面：一是根據(jù)運(yùn)行需要，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移；二是配網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，迅速準(zhǔn)確隔離故障點(diǎn)和減少停電范圍。

柱上斷路器在其壽命周期內(nèi)的操作次數(shù)是有限的，隨著環(huán)境的改變及使用年限的增加，動(dòng)靜觸頭燒蝕嚴(yán)重、操作機(jī)構(gòu)卡澀、彈簧疲勞及控制器失靈等故障逐漸增多，嚴(yán)重影響柱上斷路器分合閘的可靠性。

本文通過對一起柱上真空斷路器拒合閘故障進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)某廠家生產(chǎn)的柱上斷路器在安裝工藝方面存在缺陷，并及時(shí)采取了改進(jìn)措施，避免了類似故障的再次發(fā)生。本文可為同類設(shè)備拒分、合閘故障分析提供參考。

  一、柱上斷路器常見故障  

為了迅速準(zhǔn)確找到故障原因，必須深刻了解柱上斷路器發(fā)生故障的類型，有針對性地對故障原理進(jìn)行分析、研究，提升柱上斷路器故障診斷能力。

城市配網(wǎng)中柱上斷路器常見故障有拒動(dòng)、誤動(dòng)、卡澀及斷裂4種，故障發(fā)生原因如匯總表1所示。

  二、柱上真空斷路器結(jié)構(gòu)  

柱上斷路器按滅弧介質(zhì)主要分為油斷路器、真空斷路器及SF6斷路器。

油斷路器

主要應(yīng)用在早期，隨著科技的進(jìn)步，從國外引進(jìn)、消化并自主研發(fā)出真空斷路器及 SF6 斷路器。

真空斷路器

主要應(yīng)用于電壓較低的線路上。

SF6斷路器

主要應(yīng)用于中高壓線路上。

本文分析的拒動(dòng)故障柱上斷路器為戶外高壓交流柱上永磁真空斷路器，型號(hào)為 ZW32-12FG/M630-20，如圖1所示。

斷路器主體為三相支柱式結(jié)構(gòu)，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)與滅弧室良好配合，電流互感器外置，端子出線，外側(cè)選配隔離裝置，坐式安裝結(jié)構(gòu)。

同時(shí)根據(jù)運(yùn)行需要配置保護(hù)電流互感器、零序電流互感器、電壓互感器及無線遙控器，作為控制器的模擬量測量裝置，實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)、監(jiān)測、控制和遠(yuǎn)程操作。

● 隔離刀閘

主要起到指示和保護(hù)作用，給作業(yè)人員制造一個(gè)明顯的斷開點(diǎn)。

● 滅弧室

主要起到滅弧作用，是最重要的組成部分。

● 永磁機(jī)構(gòu)

斷路器的關(guān)鍵部件，其作用是將電磁能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，執(zhí)行斷路器控制信號(hào)，控制器與斷路器主體形成操動(dòng)運(yùn)作的結(jié)構(gòu)。

  三、故障分析  

2022年2月15日，某配網(wǎng)發(fā)生一起柱上斷路器故障，柱上斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)不能進(jìn)行儲(chǔ)能操作，無法實(shí)現(xiàn)分、合閘。該斷路器于2020年12月投運(yùn)，在運(yùn)時(shí)間14個(gè)月。

第一步

對更換下來的柱上斷路器進(jìn)行故障分析。根據(jù)柱上斷路器的故障描述判定斷路器發(fā)生拒動(dòng)故障，根據(jù)表1常見原因進(jìn)行逐項(xiàng)排除，得出初步結(jié)論：觸點(diǎn)接觸不良引起斷路器拒動(dòng)。

第二步

對二次設(shè)備進(jìn)一步排查，發(fā)現(xiàn)柱上開關(guān)在與控制器配合時(shí)，電動(dòng)不能操作，無法進(jìn)行電動(dòng)分、合測試，手動(dòng)分、合正常。

第三步

檢查控制器時(shí)未檢測到分、合位輔助位置信號(hào)。控制器如檢測不到輔助位置信號(hào)，會(huì)默認(rèn)柱上設(shè)備不具備分合操作的條件，繼而造成控制器無法控制柱上設(shè)備分合。

第四步

檢查分、合位信號(hào)輔助點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，分閘信號(hào)回路輔助開關(guān)接線插件接觸不良，線鼻在壓接過程中線束位置前移，緊固位置壓在二次線絕緣層上，導(dǎo)致與線鼻沒有可靠接觸。

柱上開關(guān)在運(yùn)輸、安裝及運(yùn)行過程中受震動(dòng)導(dǎo)致導(dǎo)體與線鼻分開，造成分閘信號(hào)回路接觸不良，控制器無法采集分閘信號(hào)，造成電動(dòng)不能合閘。

二次線壓接不良如圖2所示。分、合位信號(hào)輔助點(diǎn)如圖3所示。

斷路器主體與控制器采用26芯 CZ 航空插頭連接，26芯航空插頭的第19、20、21位為輔助回路遙信端子，如圖4所示。斷路器在出廠試驗(yàn)及到現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)未發(fā)生控制器無法采集分、合閘信號(hào)問題。

為此，柱上斷路器運(yùn)行中發(fā)生拒動(dòng)故障的原因是運(yùn)行過程中頻繁操作的震動(dòng)，造成JX-5端子接觸不良，導(dǎo)致遙信公共端點(diǎn)信號(hào)傳輸不正常，控制器無法接收遙信公共端點(diǎn)信號(hào)，從而引發(fā)斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)拒動(dòng)故障。

  四、結(jié)論和改進(jìn)措施  

故障分析結(jié)論

本次戶外高壓交流柱上永磁真空斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)故障的原因是分、合閘信號(hào)回路輔助開關(guān)接線插件壓接不良，在運(yùn)行中受到震動(dòng)，造成JX-5端子接觸不良，使控制器收不到遙信的公共端點(diǎn)信號(hào)，而觸發(fā)柱上斷路器的儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)發(fā)生拒動(dòng)故障。

改進(jìn)措施

設(shè)備制造階段采用線束自動(dòng)加工，從而避免了人為因素控制不到位而導(dǎo)致零部件出現(xiàn)質(zhì)量問題。

在設(shè)備安裝階段，對生產(chǎn)現(xiàn)場手動(dòng)壓接的產(chǎn)品實(shí)施壓接質(zhì)量專項(xiàng)復(fù)核，杜絕了同類質(zhì)量問題再次發(fā)生。

柱上斷路器具有集成度高、結(jié)構(gòu)輕巧、燃弧時(shí)間短、安全無污染、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在城市配網(wǎng)中被廣泛使用，加速了配網(wǎng)升級改造，促進(jìn)供電可靠性的提高。

本文通過一起柱上真空斷路器拒動(dòng)故障案例，介紹了斷路器故障排查的基本流程，找到了故障發(fā)生的根本原因，并有針對性地提出了改進(jìn)措施，對加強(qiáng)斷路器入網(wǎng)質(zhì)量具有重要的支持作用，同時(shí)也可為柱上真空斷路器故障診斷提供參考和借鑒。

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