摘要：断路器是电力系统中至关重要的一次设备，通过对其常见缺陷的统计分析发现，控制回路故障是其最常见的缺陷之一并将导致断路器电气拒动，现研制一种断路器快速分闸装置，该装置可实现在断路器发生电气拒动时，利用断路器机构内的机械脱扣结构，远距离完成断路器机械分闸，保障了操作人员的人身安全并提高供电可靠性
关键词：断路器；分闸；控制回路；遥控
0 引言
在电力系统中，断路器分闸通常采用远程遥控，使断路器分闸线圈带电，进而使断路器分闸脱扣完成分闸。在长期的运行过程中，由于二次回路接点松动、继电器损坏、保护测控装置异常和辅助开关连杆脱落等原因，可能造成断路器无法远方分闸，需要立刻进行处理。倘若未及时处理，当线路发生短路故障的情况，将会使故障线路开关拒动，保护越级跳闸，整段母线失压，造成供电区域大面积停电，带来重大的经济损失和不良的社会影响。
当前针对断路器电气控制回路故障的处理方法主要是现场采用紧急分闸操作。断路器在发生电气控制回路故障时，其本身的操作机构和灭弧性能往往还保持完好，具备切断主回路的条件，可利用故障断路器本身的机械开断能力使故障断路器分闸。但在实际操作中，断路器在分闸操作的过程中可能发生爆炸，为确保人身安全，根据《南方电网调[2010]8号 关于进一步规范断路器“远方/就地”切换控制回路设计及运行要求的通知》中明确规定，禁止操作人员直接在机构箱就地操作断路器分合闸。运行人员只能设法使用绝缘杆、防电弧服等工器具尝试对断路器的机械分闸结构进行操作，这种做法往往耗时过长且不能保证操作人员的人身安全。
本文提出并研发了一款远距离无线遥控分闸装置，当断路器无法进行远方操作时，操作人员快速固定该装置后，通过远方遥控该装置，完成断路器机械分闸，保障了操作人员的人身安全并提高供电可靠性。
1、无线遥控分闸装置结构
1.1无线遥控分闸装置整体结构：无线分闸人机交互APP软件，全自动无线分闸装置，无线分闸装置固定底座。
图一
1.2无线分闸人机交互APP软件：无线分闸人机交互APP软件支持BLE4.0蓝牙无线驱动。可安装在Android或IOS系统的智能手机上，操作人员可以手机操作实现遥控分闸，分闸状态指示，分闸事件记录等功能。
1.3全自动无线分闸装置结构：包括壳体（6）和壳体内部的CPU主控单元（7）、电机行程监测单元（8）、分闸按钮触发监测单元（9）、断路器分闸监测单元（10）、电磁隔离模块（11）、直流步进电机及驱动模块（12）、BLE4.0蓝牙无线收发模块（13）、电源模块（14）和机械滑动推杆（4）。
2、无线遥控分闸装置功能设计
2.1整体功能：通过无线分闸人机交互APP软件，通过BLE4.0蓝牙无线收发模块接收到分闸指令后，自动启动步进电机推动机械滑动推杆触发按键，当CPU主控单元检测到电机行程受阻、电机工作电流超过堵转电流、断路器分闸声音，实现分闸，判断分闸成功后自动退出分闸状态，驱动步进电机反转带动机械滑动推杆复归。
2.2功能实现：
2.2.1、分闸装置的固定
无线遥控分闸装置壳体为铝合金，其连接磁铁和支架，利用磁性原理使之固定在开关柜柜门上，然后利用调节架使装置在有效的位置上。
2.2.2、电机行程检测
电机行程检测单元采用光电旋转码盘进行定位，由光栅盘和光电检测装置组成，是一种通过光电装换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
2.2.3、分闸按钮触发监测
分闸按钮触发监测单元由电流传感器、放大器电路、比较器电路组成的分闸按钮触发到位识别单元。
2.2.4、断路器分闸监测
断路器分闸监测单元由拾音器、放大器电路、比较器电路组成的合闸声音检测识别单元。
3、无线遥控分闸装置关键技术与创新点
3.1遥控操作，通过BLE4.0蓝牙。可以远程实现断路器的分闸操作，避免了就地操作时遮断容量不足，设备爆炸引发的严重人身事故。
3.2声、光、电传感器综合运用，通过电机行程检测、分闸按钮触发监测、断路器分闸监测实现了断路器智能分闸操作，能够监测断路器分闸状态，在分闸成功后驱动步进电机反转带动机械滑动推杆复归，安全分闸的同时不损坏开关机构分闸按钮。
3.3步进电机技术，能够较好地控制操作杆启停。
断路器快速分闸装置是一套安全性好、适用性强、使用方便的装置，相对于处理断路器控制回路故障导致电气拒动的传统方法有以下显著优点：
（1）适用性好
该装置的磁性固定机构适用于所有铁金属材料的断路器机构箱，包括220kV、110kV电压等级的主流型号弹簧机构SF6断路器以及几乎所有10kV真空断路器；装置本身坚固可靠，符合户外生产场所的使用条件。
（2）操作灵活性强
该装置拆装便捷、组件少、操作简单易懂，无需取用外部电源、无需依赖外部网络，推广培训门槛低。
（3）安全性高
该装置系专门为电网使用环境设计，采用12V低压直流电池驱动，不存在人身触电和电池爆炸燃烧等风险；采用专用的APP和私有专网WIFI热点，单独进行加密，不易受到外界干扰影响造成误动作，满足现场使用的安全性要求。
断路器快速分闸装置现场适用性强、安全性高、方便变电运行人员携带，能远程、快速、有效地执行断路器分闸操作。比起传统的使用绝缘杆、防电弧服等工具的方法，该装置确实能在很大程度上解决运行人员无法就地操作运行中断路器的问题，显著保障运行人员的安全，确保电网安全稳定运行。
参考文献：
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[2]罗慧明. 高压断路器机械合闸闭锁装置[J]. 科学与财富，2017（32）.
[3]张全民，赵玉柱，张朝辉. 高压断路器机械防慢分装置的设计[J]. 高压电器，2018（2）.
论文作者:刘洋,黄健,朱建宇,林刚,陈骁,文迪,赵子杰,
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/12
标签：断路器论文; 装置论文; 操作论文; 机械论文; 回路论文; 单元论文; 人员论文; 《电力设备》2018年第28期论文;