在高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的發(fā)展過(guò)程中，由于CD型電磁操作機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，曾經(jīng)是開(kāi)關(guān)設(shè)備中主要且通用的一種斷路器操作機(jī)構(gòu)。在鐵路供電設(shè)備中，建成較早的變配電所仍有相當(dāng)數(shù)量的開(kāi)關(guān)使用該型機(jī)構(gòu)，且大多與貫通、自閉等行車(chē)電源線路相關(guān)。該型機(jī)構(gòu)投入運(yùn)行的時(shí)間普遍較長(zhǎng)，設(shè)備普遍存在老化現(xiàn)象，在合閘過(guò)程中如果有機(jī)構(gòu)工作狀況不良致使合閘不到位，均容易使該機(jī)構(gòu)的主要部件合閘線圈（下稱(chēng)合圈）燒損，從而影響設(shè)備運(yùn)行和正常供電。

故障原因分析

CD型電磁操作機(jī)構(gòu)在合閘時(shí)，合圈中通過(guò)100A左右的大電流，線圈中產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力推動(dòng)合閘頂柱使其產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，利用該沖擊力推動(dòng)合閘機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分達(dá)到合閘位置，并利用四連桿機(jī)構(gòu)使其保持合閘位置。

在設(shè)備普遍老化的情況下，目前管內(nèi)該型操作機(jī)構(gòu)合閘控制電路設(shè)計(jì)均容易出現(xiàn)圖1所示問(wèn)題。出現(xiàn)該問(wèn)題的根本原因是合閘啟動(dòng)后，由于自保持電路的存在，合閘控制電路除了依靠輔助開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換來(lái)使其斷開(kāi)以外，沒(méi)有其它后備保護(hù)措施，只要輔助開(kāi)關(guān)不斷開(kāi)，就容易發(fā)生合圈燒損的故障。

這要求蓄電池保持良好的性能，合閘機(jī)構(gòu)和輔助開(kāi)關(guān)有較高的可靠性和準(zhǔn)確的配合，但設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后這些方面往往都有所下降，在設(shè)備數(shù)量眾多、管理分散的情況下，僅靠檢調(diào)并不能絕對(duì)保證其性能，因此有必要采用其它措施從根本上來(lái)防止合圈燒損的故障。

圖1 合圈燒損原因分析圖

解決方案分析

通過(guò)故障原因分析，要從根本上解決合圈燒損故障，就要求合圈在任何情況下都不能長(zhǎng)時(shí)間受電，就是在合閘啟動(dòng)后，不論合閘成功與否，在正常合閘時(shí)間后的一定時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)制使合閘控制回路斷開(kāi)并返回，從而斷開(kāi)合圈電源。

從上述原理出發(fā)，本文設(shè)計(jì)了一種具有延時(shí)強(qiáng)制斷開(kāi)合閘回路保護(hù)功能的合閘控制電路。

1）合閘控制電路原理

合閘控制電路原理如圖2所示，在合閘控制回路中增加一個(gè)時(shí)間繼電器（SJ），作為延時(shí)強(qiáng)制斷開(kāi)合閘回路的保護(hù)電路（圖中虛線部分），合閘啟動(dòng)時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)SJ，如果機(jī)構(gòu)各部件工作正常，則節(jié)點(diǎn)DL先于節(jié)點(diǎn)SJ斷開(kāi)，使HC失電，合閘回路正常返回，如果機(jī)構(gòu)工作不正常，節(jié)點(diǎn)DL沒(méi)有正常斷開(kāi)，則SJ節(jié)點(diǎn)在適當(dāng)?shù)难訒r(shí)后斷開(kāi)，使合閘回路強(qiáng)制返回，從而對(duì)合閘線圈起到保護(hù)作用。

SJ的延時(shí)時(shí)間要大于機(jī)構(gòu)固有合閘時(shí)間，以確保機(jī)構(gòu)正常合閘，但過(guò)大則容易導(dǎo)致合圈燒損，按照斷路器配置電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)要求，通常合閘時(shí)間為不大于0.2s，故SJ設(shè)定為0.6秒即可滿足要求。

圖2 合閘控制電路原理圖

2）電路改造方案

不論是繼電保護(hù)裝置還是微機(jī)保護(hù)裝置，對(duì)原來(lái)的合閘控制電路進(jìn)行相應(yīng)的改造都比較容易實(shí)現(xiàn)， 為了不在保護(hù)裝置與合閘接觸器之間增加新的電纜，時(shí)間繼電器就近安裝在保護(hù)裝置附近最為合理。在此選用導(dǎo)軌式安裝的DHC19型時(shí)間繼電器，工作電源AC/DC: 100～240V，時(shí)間設(shè)定范圍0.06-99秒，節(jié)點(diǎn)容量3A，改造方便且美觀。

結(jié)束語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的防止合圈燒損的合閘控制電路簡(jiǎn)單、可靠，改造實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便易行，完全能夠防止因輔助開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換不到位而導(dǎo)致的合圈燒損故障，但該電路不能保護(hù)合閘回路節(jié)點(diǎn)粘連而導(dǎo)致的合圈燒損故障，但在實(shí)際運(yùn)行中，此類(lèi)原因?qū)е碌墓收细怕蕵O低，幾乎可以忽略不計(jì)，因此，該電路完全能夠滿足設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的需要。

（摘編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“CD型操作機(jī)構(gòu)合閘控制電路的改進(jìn)設(shè)計(jì)”，作者為甘永忠。）