断路器操作机构合闸线圈烧毁原因分析及改进措施

鲁明芳

（三峡大学科技学院，湖北宜昌443000）

摘要：微机继电保护技术在变电站广泛应用后，提高了保护的可靠性、选择性、灵敏性和速动性，同时使变电站无人值班得

以实现。但凡是综合自动化站，

不论是35kV 断路器合闸控制回路，还是10kV 断路器合闸控制回路，都带有合闸保持电路，而在断路器合闸过程中经常出现一些问题。文章对10KV 开关操作机构的合闸线圈频繁烧毁的原因进行分析查找，并提出

防范和技术改进措施，彻底避免合闸线圈事故的再次发生，以保证供电的可靠性、

稳定性。关键词：断路器；合闸线圈；继电保护；控制回路；触点中图分类号：TM561文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）16-０００３－０２

２００９年第１６期（总第１２７期）

Ｃｈｉｎｅｓｅｈｉ－ｔｅｃｈｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ

ＮＯ．１６．２００９

（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．１２７）

中国高新技术企业

微机继电保护技术在变电站广泛应用后，提高了保护的可靠性、选择性、灵敏性和速动性，同时使变电站无人值班得以实现。但凡是综合自动化站，不论是３５ｋＶ断路器合闸控制回路，还是１０ｋＶ断路器合闸控制回路，都带有合闸保持电路，而在断路器合闸过程中经常出现一些问题的时候，如在操作断路器合闸过程中，若因操作机构及其他因素的缺陷，导致在辅助开关不切换的情况下，就会使合闸线圈及合闸接触器因长时间通电而烧毁。

一、现状调查

（一）长期无维护

在调查过程中经常发现操作机构、辅助开关、合闸接触器

触头表面锈蚀、烧毛，有污垢，触头粘连，而没有及时修复或者更换，导致事故扩大。

（二）合闸控制回路存在缺陷

图1电磁操作机构控制回路图

图2合闸回路

从图１、图２可知，接在合闸回路中的合闸线圈，是通过合闸接触器的辅助触点的分合来实现通断电的，而接在控制回路中的合闸接触器线圈通断电要受到断路器的常闭辅助触点控制，无论就地或远控操作断路器合闸时，电源＋Ｋ启动合闸保持继电器ＨＢＪ后，合闸＋ＫＭ→ＨＢＪ１→ＦＴＪ→ＨＢＪ→ＤＬ１→ＨＣ→－ＫＭ，使断路器合闸。一旦保护合闸或遥控合闸，正电源经ＨＢＪ１、ＦＪＶ、ＨＢＪ、ＤＬ１、ＨＣ、负电源接通合闸自保，ＨＣ励磁后启动合闸线圈将开关合上，开关辅

助接点ＤＬ转换，切断合闸自保回路。如此时当开关合不上，

则开关辅助接点转不到位，合闸自保断不开，合闸线圈则因长期通电，通

常电磁操作机构中，合闸线圈直流电阻为２Ω左右，在直流控制电压２２０Ｖ下，稳态动作电流达１００Ａ以上。轻者合闸熔丝熔断，重者合闸线圈烧坏，严重危及电网的安全运行。

（三）操作机构调整不当

根据检修历史记录，导致辅助开关不能正确切换的原因还与操作机构调整不当有关。

限位螺杆（调整螺杆）松动致使过高（或过低），如图３所示：

图3限位螺杆松动图4铁心做虚功

１．当合闸受力后，二连杆向上（向下）弯曲，使合闸铁心作

虚功，如图４所示。如二连杆正好在水平位置上，则合闸过于灵敏，在合闸过程中，铁心顶杆顶住滚轮上升到终止位置，滚轮自顶杆跳下，使合闸失败。

２．操作机构的合闸铁芯顶杆碰到连板时，不能满足继续上升８～１０ｍｍ的要求，行程和冲程调整不当；或是合闸铁芯动作不灵活，存在卡涩现象；或是合闸铁芯顶杆伸出太短，顶杆止钉松

动变位，冲程间隙达不到１．５～２．

５ｍｍ的要求等，均可能导致辅助开关不能正确切换。

３．分闸连板的定位螺栓松动，或分闸连板过“死点”太小，达不到过

“死点”为１．０～１．５ｍｍ的要求。因此，在断路器合闸过程

中，由于机构振动，分闸电磁铁跳起，撞击分闸连板中间轴，

合闸顶杆没能顶住滚轮向上运动，作了虚功；或顶杆顶着滚轮上升未到终点时，滚轮就从顶杆滑落，导致辅助开关不能切换。

三、技术改造

（一）控制回路的改进

控制回路的改进可以通过自制的测量和保护线圈装置来

3--

完成（如图５所示）。该装置主要测量线圈动作时的直流电流值和时间值。其控制接点串接加装于回路上，包括电源、过流保护、时间计时保护三部分。当断路器辅助开关不能正确切换，经过装置时间计时保护电路延时后（延时整定值大于断路器合闸时间），由常闭触点ＤＬ２代替辅助开关ＤＬ１将合闸回路断开，使合闸保持继电器返回，就可避免合闸线圈或合闸接触器线圈被烧毁。该装置原理图如６所示：

图6装置原理图

１．装置合闸回路的保护原理

（１）合闸回路电流保护原理分析。当合闸线圈开始动作时，电流传感器便采集电流信号，电流信号送至运算放大器放大跟随，同时对信号进行滤波。滤波后的信号送至比较电路和标准电压值进行比较。当采集到的电流值超过标准电流值（即熔体额定电流）１０％时，比较电路输出一个高电平去触发三极管ＶＴ１切断合闸回路，真正保护了线圈不被烧毁。对某站内使用的合闸熔断器进行重新计算：经测量所使用的合闸线圈的电阻约为２Ω，合闸时直流电压约为２４３Ｖ，合闸回路电流为：

２４０÷２＝１２１．５（Ａ）

根据熔断器的选择要求，由于合闸时间很短，熔断器一般应按合闸电流的１／４－１／３选择。

１２１．５÷３＝４０．５（Ａ）１２１．５÷４＝３０．４（Ａ）

通过计算可知现场合闸熔断器应选择为４０Ａ比较适合，而实际使用的合闸熔断器为６０Ａ，选择过大，合闸熔断器还没来的及熔断，合闸线圈早已烧毁。另外不同型式操作机构合闸电流是不一致的，ＣＤ－１０的Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ机构合闸电流为９９Ａ、１２０Ａ、１４７Ａ，选择熔体额定电流为３０Ａ、４０Ａ、５０Ａ比较合适。

（２）合闸线圈电流监测分析。分合闸线圈是控制断路器动作的关键元件，应用电流传感器可以方便地测出其电流波形如图７所示：

图7电流波形如图

此电流波形蕴含着多种信息，图中Ｔ０为分合命令到达时刻，Ｔ１为铁芯开始运行时刻，Ｔ２代表铁芯触动操作机构的负载而显著减速或停止运行的时刻，Ｔ３可视作开关辅助ａ接点断开线圈电路时刻，Ｔ１－Ｔ０与控制电源及线圈电阻有关，Ｔ２－Ｔ１的变化表征电磁铁铁芯运行机构有无卡涩及脱扣释能机械负载变动情况，Ｔ３－Ｔ２或Ｔ３－Ｔ０可以反映操作传动系统运动的情况。电流波形上Ｉ１、Ｉ２、Ｉ０还可以反映电源电压、线圈电阻及电磁铁铁芯运行的速度信息。分析以上参数的变化可诊断断路器部分机械故障趋势，尤其是拒分、拒合等故障。

（３）回路时间测量原理分析。在自制的保护装置中，采用时间芯片ＣＤ４５４１对时间进行计时保护。当采集到的电流值未超过标准电流值（即熔体额定电流）时，比较电路输出一个低电平送至芯片ＣＤ４５４１的输入端，芯片开始复位计时。计时时间由延时整定值决定，在ＣＤ４５４１的ＲＴＣ，ＣＴＣ两端外接ＲＣ电路，通过调节电位器来决定计时时间常数（即延时整定值）。当计得的时间达到延时整定值时，输出端输出一个高电平触发三极管ＶＴ２切断合闸回路，保护线圈不被烧毁。

（４）延时整定值。根据《断路器安装使用说明书》的主要技术数据，断路器配置电磁操动机构的合闸时间为不大于０．２ｓ。如果装置时间电路设的延时整定值太接近断路器的合闸时间，可能会使断路器在未完成合闸时，继电器常闭触点就将合闸回路断开，影响断路器的正常合闸；若装置时间电路设的延时整定太长，在操作断路器合闸过程中，如因上述分析的原因，就无法保护合闸线圈不被烧毁。因此，经过现场模拟实验证明，装置时间电路设的延时整定值为０．４～０．５ｓ较为合适，因此采用了０．５ｓ的延时整定值。

２．实施结果。根据改进方案原理图，分别对所辖变电站１０ｋＶ开关柜进行安装改进，并对就地和远控情况下进行模拟实验，结果证明，合闸保持继电器及合闸接触器均能可靠返回，达到避免合闸线圈及合闸接触器被烧毁的目的。经过半年多的运行情况表明，改进后的相关回路运行正常，未发生不良影响。

（二）对操作机构进行调整

１．调整措施

（１）调整并紧固螺杆，使连杆２和３基本成一直线，略小于ｌ８０度；分闸连板过“死点”达到１．０～１．５ｍｍ的要求。

（２）合闸铁心顶杆行程，在合闸终止位置时应高于支架１．５～２．５ｍｍ，如图８所示：

（３）由于合闸铁心卡涩而导致合

闸铁心在合闸过程中上下不能自由串动

或合闸后铁心落不下来，应该重新安装，

使套筒紧力一致均匀。然后用加力杆手

动合闸，分闸数次达到动作灵活为止。

（４）检查辅助开关的接点及辅助开

关的拐臂螺丝，正确调整辅助开关的拐

臂螺丝，正确调整辅助开关的位置，使

辅助开关与开关分合闸位置正确、有效

地配合。调整拐臂与连杆尺寸，保证合闸后辅助接点断开距离不小于２ｍｍ。

２．实施结果。２００７年７月～１２月期间对所实施的变电所进行抽查没有发现操作机构出现故障，与去年同期相比，故障率降低了３０％，效果明显。

参考文献

[1]陈捷．变电站10kV开关CD10操作机构合闸线圈烧毁分析及防范措施[J]．农村电气化，1998，（1）．

[2]胡建强．10kV断路器分合闸线圈烧毁原因分析及防止措施[J]．电气开关，1997，（3）．

作者简介：鲁明芳（1982－），女，湖北宜昌人，三峡大学科技学院助教，研究方向：电力系统自动化

。图8

图5改进后的控制回路图4

开关电源电磁干扰(EMI)抑制措施总结

摘要：开关电源的电磁干扰对电子设备的性能影响很大，因此，各种标准对抑制电源设备电磁干扰的要求已越来越高。对开关电源中电磁干扰的产生机理做了简要的描述，着重总结了几种近年提出的新的抑制电磁干扰的方法，并对其原理、应用做了简单介绍。 1 引言随着电子设备的大量应用，电源在这些设备中的地位越来越重要，而开关变换器由于体积小、重量轻、效率高等特点，在电源中占的比重越来越大。开关电源大多工作在高频情况下，在开关器件的开关过程中，寄生元件（如寄生电容、寄生电感等）中能量的高频变化产生了大量的电磁干扰（ ElectromagneticInterference ， EMI ）。 EMI 信号占有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经过在电路、空间中的传导和辐射，污染了周围的电磁环境，影响了与其它电子设备的电磁兼容（ ElectromagneticCompatibility ）性。随着近年来各国对电子设备的电磁干扰和电磁兼容性能要求的不断提高，对电磁干扰以及新的抑制方法的研究已成为开关电源研究中的热点。本文对电磁干扰产生、传播的机理进行了简要的介绍，重点总结了几种近年来提出的抑制开关电源电磁干扰产生及传播的新方法。 2 电磁干扰的产生和传播方式开关电源中的电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰两种。通常传导干扰比较好分析，可以将电路理论和数学知识结合起来，对电磁干扰中各种元器件的特性进行研究；但对辐射干扰而言，由于电路中存在不同干扰源的综合作用，又涉及到电磁场理论，分析起来比较困难。下面将对这两种干扰的机理作一简要的介绍。 2.1传导干扰的产生和传播传导干扰可分为共模（ CommonMode CM ）干扰和差模（ DifferentialMode DM ）干扰。由于寄生参数的存在以及开关电源中开关器件的高频开通与关断，使得开关电源在其输入端（即交流电网侧）产生较大的共模干扰和差模干扰。 2.1.1 共模（ CM ）干扰变换器工作在高频情况时，由于 dv/dt 很高，激发变压器线圈间、以及开关管与散热片间的寄生电容，从而产生了共模干扰。如图 1 所示，共模干扰电流从具有高 dv/dt 的开关管出发流经接地散热片和地线，再由高频 LISN 网络（由两个 50Ω电阻等效）流回输入线路。

低压断路器分合闸线圈

C65------序列代号 N--------分断能力，N为6000A，H为10000A，L为15kA C--------脱扣曲线，B为电子保护，C为配电保护，D为动力保护 20A------额定电流，有1、2、4、6、10、16、20、25、32、40、50、63A 2P-------极数，有1、2、3、4极 VE-------剩余电流附件，有VE、VEG、VM、VEA，VM为电磁式 30mA-----剩余动作电流，有30、100、300mA SD-------选配附件，有MX、OF、MN、MV、SD、Tm、ATm，其中SD为辅助接点。MX表示的是分励线圈与之区别的是欠压线圈（MN) 都是分励线圈 SHT是施耐德NSE EZD附件中分励的说法 MX是施耐德NS NSX附件中分励线圈的说法断路器：用来接通、分断电路，有过热、过载、短路等功能；脱扣器：断路器的辅助部件，有热脱扣、短路脱扣、电磁分励脱扣等，配合断路器达到上述功能；分励脱扣器：属于电磁脱扣部件的1种，通过外加电信号完成断路器受控脱扣的功能。如消防状态需要切断正常供电回路，通过 24VDC信号施加在断路器的分励脱扣器线圈上，使断路器分断。断路器与分励脱扣器可以是一体的，也可以是组合装配的。短路脱扣、漏电脱扣、分励脱扣都属于电磁脱扣原理。断路器=动静触点+灭弧装置+热敏元件+电磁铁+传动机构+调节整定附件+操作手柄+连接端子+外壳。 1．分励脱扣器：是一种用电压源激励的脱扣器，它的电压可与主电路电压无关。分励脱扣器是一种远距离操纵分闸的附件。当电源电压等于额定控制电源电压的70％-110％之间的任一电压时，就能可靠分断断路器。分励脱扣器是短时工作制，线圈通电时间一般不能超过1S，否则线会被烧毁。塑壳断路器为防止线圈烧毁，在分励脱扣线圈串联一个微动开关，当分励脱扣器通过衔铁吸合，微动开关从常闭状态转换成常开，由于分励脱扣器电源的控制线路被切断，即使人为地按住按钮，分励线圈始终不再通电就避免了线圈烧损情况的产生。当断路器再扣合闸后，微动开关重新处于常闭位置。但万能式DW45产品在出厂时要由用户在使用时在分励脱扣器线圈之前串联一组常开触头。 2.热磁脱扣：包含热脱扣、电磁脱扣两个功能。热脱扣是通过双金属片过电流延时发热变形推动脱扣传动机构；磁脱扣是通过电磁线圈的短路电流瞬时推动衔铁带动脱扣。 3.电子脱扣：可以远程控制也可以有以上所有功能，并可以方便地进行整定。电子脱扣器就是用电子元件构成的电路，检测主电路电流，放大、推动脱扣机构。分励其实是一个线圈,应与电源,开关(处于控制面板上,当然可以放在消防中心)构成一个回路,平时处于开路状态,当开关闭合时,分励得电动作拉脱断路器. 如果是分励24V的话,应注意回路距离不能过大,而且线径也相应大点,否则压降大的话,分励可能不动作,如果无法控制回路距离时,应用选用230/400V分励,再用继电器/接触器进行中继. 分励线圈是用来跳闸的合闸线圈是用来合闸的合闸线圈吸合所有的常开都闭合，所有的常闭都断开分励线圈吸合后（跳闸）所有的常开都断开，所有的常闭都闭合

开关电源高频电磁波干扰解析-EMI

转载+整理《开关电源高频电磁波干扰概论》解析（一）第一节这个是说EMI的传播过程，干扰源－干扰途径－接收器，就向传染病：传染源－传染途径－易感人群。对于开关电源来说，最后一部分是不需要考虑的，干扰源也不能消灭，因为它也是开关电源之所以能工作的源头，但是可以通过软开关、加缓冲等方式来使干扰源的干扰小一些。控制干扰途径是降低开关电源EMI的重要一环，也是本讲义的重点讲解之处。信号源波形产生的频谱

电压波形产生的频谱周期信号的频谱是没有偶次谐波的，正负对称的波形产生的频率分量更少，像桥式电路。高数都忘光了，有兴趣的做一下FFT. 占空比和波形斜率的影响

占空比越大时，干扰的幅度也大一些，这个可由FFT的系数算出来。

波形的斜率对干扰的高频部分影响非常大。低频部分几乎没有影响。低频部分主要由波形的幅度和高电平部分的宽度决定的，但高频部分大幅度下降的转折点为1/(3.14*tr),所以tr越大时，转折点的频率越低，高频下降越大。所以我们应该想到降低斜率的措施，缓冲电路。

第一节小结：电压和电流波形都有很丰富的频率成分超过200M时由于幅值已经很低，所以影响很小波形影响低频部分上升沿和下降沿影响高频部分占空比对个频谱幅值有一点影响第2节：下以部分13-42页，介绍的内容比较杂，有传导和辐射的场地、设备的放置，Log的概念等。

重点说一下这个图，这个介绍的是干扰的耦合途径，左边为传导干扰，右边为辐射干扰。辐射分为远场和近场。一般用蝶型天线辐射测量只测量电场，而不是磁场，磁场是用大圆环来测量的，灯具常用。电场除了直接辐射到天线外，还可能辐射到地面再反射到天线，天线接受到的是直射波和反射波的矢量合成，所以需要上下移动寻找最大合成量。除此以外，由于电磁波有极化，所以天线需要改变方向以检测最大值（一般只测试水平和垂直）。 LISN网络。

万能断路器结构与原理

前排左一：控制器前排中：储能机构，上部—绿色为欠压脱扣器，蓝色为合闸线圈（合闸电磁铁），赭石色为分励脱扣器前排右：电动机，上部——绿色部件为与欠压脱扣器联合使用的：欠压延时控制器。后排断路器本体（导电机构，灭弧室，进出线排），上部浅灰色部分为二次接线端子。框架断路器分为这样几个大的版块： 1、触头导电部件由于承载电流多数在630A以上，最高可至6300A，出于支承，绝缘，以及预期短路电流较大，电弧能量强等方面因素的影响，触头导电部分，被密封在一个腔体内。外壳材料由专用的DMC材料压制而成。各相导电触头上，分别装设有专用的速饱和互感器。将该相的电流信号，传递至控制器。 2、储能操作机构利用一系列复杂的机械机构，拉伸一根大直径弹簧储能，利用脱扣机构，将主弹簧自拉伸位置解锁释放，进而执行合闸或者分闸的操作。主弹簧，及相连接整合在一起的这些连杆，弹簧，称为储能机构。主弹簧的拉伸，一方面可以通过一个手柄，可以人力完成。更多地，通过一个电机和相连的减速齿轮机构，依靠电机为主拉簧储能。

电操，储能电机，MOE，叫法有点混乱。三(四)极触头，均分别与储能机构相连接。储能机构操作机构，是机械产品。基于所学专业原因，觉得这部分比之控制器更重要，所以多看了好多。【四两拨千斤是什么？看看这些较弱的塑料件就知道了。】【下面这些红字，是说，红字所代表的附件与储能机构在此连接】【千斤：主拉簧】【最后：操作机构正面标准照】 3、关于控制器（1）取_信号

电流： A相互感器，B相互感器，C相互感器，N相互感器，变压器中心点接地互感器；返回：电流值集合IA/IB/IC/IN/Ig/IΔn 电压： A相电压,B相电压，C相电压返回：电压值集合Uab Uac Ubc 频率：返回：f （2）数据预处理这部分用来根据电压电流信号，计算出功率，功率因数，有功功率，无功功率运算出三相电流不平衡度，公式保密。这部分还用来统计谐波，【该计算统计，为程序员娱乐行为】计算_参数 P ,Q,SCOSΦ 有功电能，无功电能，视在电能谐波，频率三相不平衡度，过压百分比，欠压百分比，过频百分比，欠频百分比

开关电源中电磁干扰的产生及其抑制

开关电源中电磁干扰的产生及其抑制摘要：电磁干扰对开关电源的效率和安全性及使用的影响日益成为人们关注的热点。本文分析了开关电源中电磁干扰产生的原因和传播的路径，并提出了抑制干扰的有效措施。关键词：开关电源、电磁干扰、耦合通道、电磁屏蔽 1 引言电磁兼容EMC是英文electro magnetic compatibility 的缩写。它包括两层含义，一是设备在工作中产生的电磁辐射必须限制在一定水平内，二是设备本身要有一定的抗干扰能力，它必须具备三个要素：干扰源、耦合通道、敏感体。给电子线路供电的开关电源对干扰的抑制对保证电子系统的正常稳定运行具有重要意义。本文通过分析开关电源中的干扰源和耦合通道，提出了抑制干扰的有效措施。并提出了开关电源中开关变压器的设计和制作方法。 2 开关电源中的干扰源和耦合通道开关电源首先将工频交流电整流为直流电，然后经过开关管的控制变为高频，最后经过整流滤波电路输出，得到稳定的直流电压，因此，自身含有大量的谐波干扰。同时，由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰，都会产生不同程度的电磁干扰。开关电源中的干扰源主要集中在电压、电流变化大（即dV/dt或dI/dt很大）的元器件上，尤其是开关管、输出二极管和高频变压器等。同时，杂散电容会将电网的噪声传导到电子系统的电源而对电子线路的工作产生干扰。这里我们来分析一下几种干扰产生的原因及其耦合的路径。 2.1输入整流滤波电路产生的谐波干扰开关电源输入端普遍采用桥式整流，电容滤波电路。由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用，使得输入电流i成为一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流，如图1所示。这种畸变的输入电流，它除了基波外，还含有丰富的高次谐波分量。

形成开关电源电磁干扰的三要素及解决方案

形成开关电源电磁干扰的三要素及解决方案深圳市森树强电子科技有限公司形成开关电源电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备首先应该抑制开关电源干扰源，直接消除干扰原因；其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射，切断电磁干扰的传播途径；第三是提高受扰设备的抗扰能力，减低其对噪声的敏感度。目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，它们确是行之有效的办法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。例如，功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗，为了散热往往需要安装散热器或直接安装在电源底板上。器件安装时需要导热性能好的绝缘片进行绝缘，这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容，开关电源的底板是交流电源的地线，因而通过器件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰，解决这个问题的办法是采用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片，并把屏蔽片接到直流地上，割断了射频干扰向输入电网传播的途径。为了抑制开关电源产生的辐射，电磁干扰对其他电子设备的影响，可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩，然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体，就能对电磁场进行有效的屏蔽。电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。例如，静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干扰；电磁屏蔽用的导体原则上可以不接地，但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应，所以仍以接地为好，这样使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用。电路的公共参考点与大地相连，可为信号回路提供稳定的参考电位。因此，系统中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线后，最终都与大地相连。在电路系统设计中应遵循“一点接地”的原则，如果形成多点接地，会出现闭合的接地环路，当磁力线穿过该回路时将产生磁感应噪声，实际上很难实现“一点接地”。因此，为降低接地阻抗，消除分布电容的影响而采取平面式或多点接地，利用一个导电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参考地，需要接地的各部分就近接到该参考地上。为进一步减小接地回路的压降，可用旁路电容减少返回电流的幅值。

断路器分合闸的原理如何

断路器分合闸的原理如何对高低压开关柜中的的控制，就是控制其合闸和分闸。按控制地点分有就地控制和集中控制两种。在断路器附近用手操作断路器的手动操作机构或采用按钮控制(通过电磁铁或)完成合闸、分闸任务，就是就地操作。这种方式可以一节省投资、节省电缆和二次设备。集中控制是在主控制室进行的，如发电机、主变压器、母线分段和母线联络断路器等上要设备，均采用集中控制方式。这种控制方式中被控制的断路器和主控制室之间一般有几十米至数百米距离，所以也称为“远方控制”。对断路器的控制是通过辅助电路实现的。在主控制室的控制屏上应装有能发出合闸、分闸命令的控制开关或按钮，在断路器上应有执行命令的操动机构(即合闸、分闸线圈)。控制开关和操动机构之间通过控制电缆连接起来。完成断路器合闸、分闸任务的回路称为控制电路。控制电路按操作的种类可以分为直流操作和交流操作两类;按采用的接线和设备分，有强电控制和控制两类。 1.基本要求

断路器的型号很多，操动(作)机构也多种多样，所以它的控制电路也有许多类型。但是，它们的基本要求是相同的。 (1)能手动合闸、分闸，也能由继电保护与自动装置实现自动合闸、分闸。合闸、分闸操作完成后，应能自动切断合、分闸电路，以免烧坏线圈。 (2)能指示断路器合闸、分闸位置状态。断路器在合闸位置时，红色信号灯亮;在分闸位置时，绿色信号灯亮。闪光表示其自动合闸、分闸状态。控制电路应有熔断器保护。 (3)能监视控制电路和电源的完好性。 (4)具有机械或电气的防跳闭锁装置。 (5)接线力求简单、可靠。 2.几种控制电路 (1)手动、自动控制电路。1是手动、自动控制断路器合1101、分闸的电路。 SA为控制开关，它带有自复机构，即断路器操作结束，手柄会自动恢复到原来的中间位置。 QF2和QE，分别表示电磁操动机构的分闸线圈和合闸线圈,KM为合闸； QF1和QF4是断路器QF的辅助触头,IKAU为rl动装置的常开触头，KPo是保护出

高频开关电源的干扰及抑制

网络教育学院《电源技术》课程设计题目：高频开关电源的干扰及抑制学习中心：层次：专业：年级：学号：学生：程剑指导教师：完成日期：年月日

目录设计简介及要求 (1) 1 高频开关电源的干扰原理分析 (1) 1.1 高频开关电源工作原理 (1) 1.2 高频开关电源干扰的来源 (2) 1.3 高频开关电源干扰的存在形式及危害 (2) 2 高频开关电源干扰的抑制技术 (2) 2.1 滤波技术 (2) 2.2 屏蔽技术 (3) 2.3 软开关技术 (3) 2.4 扩频调制技术 (3) 2.5 PCB 设计技术 (3) 2.6 接地技术 (3) 3 高频开关电源及滤波器设计 (3) 3.1 高频开关电源设计要求 (3) 3.2 高频开关电源设计方案 (3) 3.3 电源滤波器设计 (3) 3.3.1 EMI滤波器的基本形式 (4) 3.3.2 EMI滤波器的设计原则 (4) 3 总结 (4)

设计简介及要求现代社会中，人类生活的各个方面都离不开电子设备的发展。电子设备大多数都依赖于开关电源来提供稳定的电力供应。开关电源以其高效率、低损耗、小体积等特点，近年来快速发展，在通信设备、医疗设备以及信息处理设备等不同领域中广泛应用，取得了巨大成就。由于开关电源工作在高频开关状态，内部会产生很高的电流、电压变化率(即高dv/dt和di/dt)，导致开关电源产生较强的电磁干扰(EMI)。在有限的空间及频谱资源条件下，随着电子设备密集程度不断增加，空间的电磁环境越来越复杂。为了适应对电子产品电磁兼容性能指标的高要求，需要对电磁兼容采取重视;同时，要研究开发电磁兼容新技术，采取有效的防护措施。所以，对于开关电源来说，电磁兼容问题的研究是十分必要的。EMI信号既具有很宽的频率范围，又有一定的幅度，它不仅对电网造成污染，直接影响到其他用电设备的正常工作，而且作为辐射干扰闯人空间，对空间也造成电磁污染。目前，抑制开关电源的EMI提高开关电源的质量使之符合EMC标准已成为开关电源设计者越来越关注的问题。本次设计就此问题展开分析，主要要求有以下几点：（1）围绕开关电源的工作原理，分析开关电源工作过程中产生电磁干扰的原因及抑制措施。（2）介绍开关电源的基本原理、干扰来源及抑制措施。（3）分析开关电源产生电磁辐射干扰的原因及造成的危害。（4）论述开关电源电磁干扰的抑制方法。 1 高频开关电源的干扰原理分析由于开关电源具有效率高、容易实现小型化的优点，所以目前被广泛应用在电子设备中。但是开关电源本身就是噪声源，在工作时会产生干扰，这就需要采取措施对其产生的噪声进行抑制。目前开关电源的体积不断追求小型化，开关频率也随之提高，导致噪声不断增加。要保证开关电源设备的正常工作，就需要对噪声的抑制加以重视。 1.1 高频开关电源工作原理开关电源将市电直接整流滤波成为直流高压，然后通过逆变器转换成低压的高频交流电压，再经过二次整流和滤波变成所需要的直流低电压。考虑到目前大量应用的开关电源都是采取AC/DC-DC/DC级联的形式，因此，图1所示的开关电源结构具有较强的代表性。

断路器不能合闸原因分析

断路器不能合闸,造成断路器不能合闸的原因可能是： 1>欠压线圈不工作（电压正常）(解决办法--更换欠压线圈(； 2>按下合闸按钮，合闸线圈得电不工作(解决办法--更换欠压线圈)； 3>合闸按钮接触不良(解决办法：更换合闸按钮)；4>控制回路熔芯烧坏(解决办法--确认控制回路正常无短路后更换熔芯)； 5>断路器未储能(解决办法--检查电动机控制电源电压必须≥ 85%)； 6>合闸电磁铁控制电源电电压小于85%(解决办法--合闸电磁铁电源电压必须≥ 85%)； 7>合闸电磁铁已损坏(解决办法--更换合闸电磁铁)； 8>抽屉式断路器二次回路接触不良(解决办法--把抽屉式断路器重新摇到“接通” 位置。检查二次回路是否连接可靠)； 9>万能转换开关在停止位(解决办法--将开关转到左送电或右送电处)； 1.“拒合”故障的判断和处理发生“拒合”情况，基本上是在合闸操作和重合闸过程中。此种故障危害性较大，例如在事故情况下要求紧急投入备用电源时，如果备用电源断路器拒绝合闸，则会扩大事故。判断断路器“拒合”的原因及处理方法一般可以分三步。 ①检查前一次拒绝合闸是否因操作不当引起（如控制开关放手太快等），用控制开关再重新合一次。 ②若合闸仍不成功，检查电气回路各部位情况，以确定电气回路是否有故障。检查项目是：合闸控制电源是否正常；合闸控制回路熔断器和合闸回路熔断器是否良好；合闸接触器的触点是否正常；将控制开关扳至“合闸时”位置，看合闸铁芯动作是否正常。

③如果电气回路正常，断路器仍不能合闸，则说明为机械方面故障，应停用断路器，报告调度安排检修处理。经过以上初步检查，可判定是电气方面，还是机械方面的故障。常见的电气回路故障和机械方面的故障分别叙述如下。 1.1电气方面常见的故障若合闸操作前红、绿灯均不亮，说明无控制电源或控制回路有断线现象。可检查控制电源和整个控制回路上的元件是否正常，如：操作电压是否正常，熔断器是否熔断，防跳继电器是否正常，断路器辅助接点接触是否良好等。当操作合闸后绿灯闪光，而红灯不亮，仪表无指示，喇叭响，断路器机械分、合闸位置指示器仍在分闸位置，则说明操作手柄位置和断路器的位置不对应，断路器未合上。其常见的原因有：合闸回路熔断器熔断或接触不良；合闸接触器未动作；合闸线圈发生故障。当操作断路器合闸后，绿灯熄灭，红灯瞬时明亮后又熄灭，绿灯又闪光且有喇叭响，说明断路器合上后又自动跳闸。其原因可能是断路器合在故障线路上造成保护动作跳闸或断路器机械故障不能使断路器保持在合闸状态。若操作合闸后绿灯闪光或熄灭，红灯不亮，但表计有指示，机械分、合闸位置指示器在合闸位置，说明断路器已经合上。可能的原因是断路器辅助接点接触不良，例如常闭接点未断开，常开接点未合上，致使绿灯闪光和红灯不亮；还可能是合闸回路断线或合闸红灯烧坏。操作手把返回过早。操作电压过低，电压为额定电压的80%以下。 1.2机械方面常见的故障 ①传动机构连杆松动脱落。

开关电源EMC经验谈

隔离式DC/DC 变换器的电磁兼容设计李建泉（株洲时代集团公司，株洲， 412007）摘要：文章详细分析了隔离式DC/DC 变换器产生电磁噪声干扰的机理，提出了在DC/DC 变换器主电路及控制电路设计时所采取的电磁兼容措施。关键词：隔离式DC/DC 变换器、电磁兼容性、电磁干扰、电磁敏感度随着电力电子技术的发展，开关电源模块因其相对体积小、效率高、工作可靠等优点开始取代传统整流电源而被广泛应用到社会的各个领域。但由于开关电源工作频率高，内部产生很快的电流、电压变化，即dv/dt 和di/dt ，导致开关电源模块将产生较强的谐波干扰和尖峰干扰，并通过传导、辐射和串扰等耦合途径影响自身电路及其它电子系统的正常工作，当然其本身也会受到其它电子设备电磁干扰的影响。这就是所讨论的电磁兼容性问题，也是关于开关电源电磁兼容的电磁骚扰EMD 与电磁敏感度EMS 设计问题。由于国家开始对部分电子产品强制实行3C 认证，因此一个电子设备能否满足电磁兼容标准，将关系到这一产品能否在市场上销售，所以进行开关电源的电磁兼容性研究显得非常重要。电磁兼容学是一门综合性学科，它涉及的理论包括数学、电磁场理论、天线与电波传播、电路理论、信号分析、通讯理论、材料科学、生物医学等。进行开关电源的电磁兼容性设计时，首先进行一个系统设计，明确以下几点： 1. 明确系统要满足的电磁兼容标准； 2. 确定系统内的关键电路部分，包括强干扰源电路、高度敏感电路； 3. 明确电源设备工作环境中的电磁干扰源及敏感设备； 4. 确定对电源设备所要采取的电磁兼容性措施。一：DC/DC 变换器内部噪声干扰源分析 1．二极管的反向恢复引起噪声干扰在开关电源中常使用工频整流二极管、高频整流二极管、续流二极管等，由于这些二极管都工作在开关状态，如图所示，在二极管由阻断状态到导通工作过程中，将产生一个很高的电压尖峰V FP ；在二极管由导通状态到阻断工作过程中，存在一个反向恢复时间t rr ，在反向恢复过程中，由于二极管封装电感及引线电感的存在，将产生一个反向电压尖峰V RP ，由于少子的存储与复合效应，会 U a) I RP 二极管反向恢复时电流电压波形二极管正向导通电流电压波形

断路器分、合闸故障判断及处理技术

断路器分、合闸故障判断及处理技术 “拒分”、“拒合”、“误分”、“误合”是断路器运行中的常见故障，故障原因主要有电气和机械两方面（排除人为误操作因素后）。本文拟就操动机构为电磁型（CD型）的断路器分、合闸故障的判断和处理方法做简单论述，供变电运行维护人员参考。一、“拒合”故障的判断和处理发生“拒合”情况，基本上是在合闸操作和重合闸过程中。此种故障危害性较大，例如在事故情况下要求紧急投入备用电源时，如果备用电源断路器拒绝合闸，则会扩大事故。判断断路器“拒合”的原因及处理方法一般可以分三步。 ①检查前一次拒绝合闸是否因操作不当引起（如控制开关放手太快等），用控制开关再重新合一次。 ②若合闸仍不成功，检查电气回路各部位情况，以确定电气回路是否有故障。检查项目是：合闸控制电源是否正常；合闸控制回路熔断器和合闸回路熔断器是否良好；合闸接触器的触点是否正常；将控制开关扳至“合闸时”位置，看合闸铁芯动作是否正常。 ③如果电气回路正常，断路器仍不能合闸，则说明为机械方面故障，应停用断路器，报告调度安排检修处理。经过以上初步检查，可判定是电气方面，还是机械方面的故障。常见的电气回路故障和机械方面的故障分别叙述如下。 1.1电气方面常见的故障若合闸操作前红、绿灯均不亮，说明无控制电源或控制回路有断线现象。可检查控制电源和整个控制回路上的元件是否正常，如：操作电压是否正常，熔断器是否熔断，防跳继电器是否正常，断路器辅助接点接触是否良好等。当操作合闸后绿灯闪光，而红灯不亮，仪表无指示，喇叭响，断路器机械分、合闸位置指示器仍在分闸位置，则说明操作手柄位置和断路器的位置不对应，断路器未合上。其常见的原因有：合闸回路熔断器熔断或接触不良；合闸接触器未动作；合闸线圈发生故障。当操作断路器合闸后，绿灯熄灭，红灯瞬时明亮后又熄灭，绿灯又闪光且有喇叭响，说明断路器合上后又自动跳闸。其原因可能是断路器合在故障线路上造成保护动作跳闸或断路器机械故障不能使断路器保持在合闸状态。若操作合闸后绿灯闪光或熄灭，红灯不亮，但表计有指示，机械分、合闸位置指示器在合闸位置，说明断路器已经合上。可能的原因是断路器辅助接点接触不良，例如常闭接点未断开，常开接点未合上，致使绿灯闪光和红灯不亮；还可能是合闸回路断线或合闸红灯烧坏。操作手把返回过早。操作电压过低，电压为额定电压的80%以下。 1.2机械方面常见的故障 ①传动机构连杆松动脱落。 ②合闸铁芯卡涩。 ③断路器分闸后机构未复归到预合位置。 ④跳闸机构脱扣。 ⑤合闸电磁铁动作电压过高，使挂钩未能挂住。 ⑥分闸连杆未复归。

高频高压电源的电磁兼容设计方法综述

收稿日期： 2011-03-02基金项目：电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室开放课题资助项目(SKLD09KM15) 作者简介：刘坤(1983—)，男，山东省人，工学硕士，主要研究方向为电力电子及其应用、高频高压电源等。高频高压电源的电磁兼容设计方法综述刘坤，高迎慧，严萍 (中国科学院电工研究所，北京100190) 摘要：高频高压电源的广泛应用使其稳定性和可靠性的要求不断提高，解决高频高压电源的电磁兼容问题成为新的研究热点。根据高频高压充电电源的特点，结合电磁兼容设计的基本理论，归纳了近年来对于高频高压电源电磁兼容问题的研究情况，从抑制干扰源、切断传播途径、保护敏感设备三个方面总结了一系列有效的抑制电磁干扰的方法，并为今后高频高压电源的电磁兼容设计提供了研究方向。关键词：高频高压电源；电磁兼容；电磁干扰抑制中图分类号： TM 51文献标识码： A 文章编号： 1002-087X(2011)10-1325-04Electromagnetic compatibility design methods of high-frequency and high-voltage power supply LIU Kun,GAO Ying-hui,YAN Ping (Institute of Electrical Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China) Abstract:As the extensive use of high-frequency and high-voltage power supply (HHPS),it is required to be more stable and reliable. Solving the electromagnetic compatibility (EMC) of HHPS becomes the new study focus. Combining with the feature of HHPS and the base theory of EMC,the recent studying conditions on the EMC of HHPS was concluded, and the series effective methods were summarized to reduce the electromagnetic interference (EMI)on three aspects,which restrained the interference sources,cut off the route transmissions and protected the sensitive equipments.The studying direction of the EMC design of HHPS was also provided. Key words:high-frequency and high-voltage power supply;electromagnetic compatibility;reduce the electro-magnetic interference 20世纪90年代后，随着高频开关器件的陆续出现，高频高压充电电源也逐渐成为高压领域的研究热点。高频高压充电电源在体积、质量、造价、效率和控制灵活性等方面具有明显优势，因此也得到广泛应用。但是，由于工作频率的提高，以及高频开关器件的使用，这种充电电源的电磁干扰带来的问题也随之突显，如何对高频高压充电电源进行可靠的电磁兼容设计成为一项新的研究课题。 1高频高压电源与电磁兼容电磁兼容设计的目的是使所设计的电子设备或系统在预期的电磁环境中实现电磁兼容，即要求设备或系统在其电磁环境下能正常工作，并且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。其中电磁干扰指任何可能引起装置、设备或系统性能降低，或对有生命及无生命物质产生损害作用的电磁现象。由电磁干扰源发射的电磁能量，经过耦合途径传输到敏感设备的过程称为电磁干扰效应，形成电磁干扰后果必须具备电磁干扰源、耦合途径和敏感设备三个基本要素[1]。图1是一个典型的高频高压充电电源系统结构图。图中表明，该系统已经具备了形成电磁干扰的三个基本要素，使高频高压充电系统所处的电磁环境极易受到系统本身及外界的电磁干扰。首先，该系统中充电电源本身就是一个电磁干扰源，其中的开关器件及高频变压器在工作过程中都会发射巨大的电磁能量，产生电磁干扰。对于开关器件的电磁干扰研究早在上世纪90年代就已有纪录，文献[2-5]分别分析了晶闸管、IGBT 、MOSFET 等开关器件所产生的电磁干扰现象。另外，文献[6-7]对高频变压器以及谐振电路所产生的电磁干扰及抑制方图1高频高压充电电源系统结构图

抑制开关电源电磁干扰的措施

抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。根据上篇分析的电磁干扰源，结合它们的耦合途径，可以从EMI滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰，把电磁干扰衰减到允许限度之内。 1.交流输入EMI滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法，在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。电源进线端通常采用如图1所示的EMI滤波器电路。该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。在电路中，跨接在电源两端的差模电容Cxi、Cx2 （亦称X电容）用于滤除差模干扰信号，一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器，电容值通常取0.1~ 0. 47F。而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2（亦称丫电容）则用来短路共模噪声电流，取值范围通常为C仁C2# 2

200 pF。抑制电感L1、L2通常取100~ 130H,共模扼流圈L是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成，通常要求其电感量L#15~ 25 mH。当负载电流渡过共模扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。因此，即使在大负载电流的情况下，磁芯也不会饱和。而对于共模干扰电流，两个线圈产生的磁场是同方向的，会呈现较大电感，从而起到衰减共模干扰信号的作用。 2.利用吸收电路开关电源产生EMI的主要原因是电压和电流的急剧变化，因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率( du/ dt 和di/ dt)。采取吸收电路能够抑制EMI,其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路，吸收积蓄在寄生分布参数中的能量，从而抑制干扰的发生。可以在开关管两端并联如图2( a)所示的RC吸收电路，开关管或二极管在开通和关断过程中，管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压，可以通过缓冲的方法予以克服。缓冲吸收电路可以减少

断路器分闸线圈烧坏原因分析与处理

断路器分闸线圈烧坏原因分析与处理任中秋湖南省资兴市过船轮水电站厂用电系统分别由6KV和10KV两段供电，独立运行，在一段失电的情况下，另一段通过备用电源自动投入装置自动投入，两者互为备用。厂用电系统接线如图1。1B，2B厂用变压器高压侧断路器1DL、、3DL还可以分别联跳低压侧2DL、4DL 。图 1 厂用电系统接线图在进行1B传动试验时（断开联跳回路连片LP），高压侧、低压侧断路器本体控制动作正常、信号正确。在做模拟传动1B高压侧断路器联跳低压侧断路器试验时（联片LP投入），模拟动作了几次正常，但在投入运行约有20min后，在回路正常带电情况下，没有进行任何操作，开关柜内已有烟雾和焦糊味。发现这一情况立刻把直流电源断开，打开柜门进行检查，发现低压侧0.4KV断路器的跳闸线圈已经被烧坏，随即拆下用摇表和万用表进行检查，其绝缘为零、直流电阻也很小。根据检查的结果和现象初步判定可能是线圈受潮、绝缘不好，经过多次操作后，线圈严重发热后烧坏的，于是更换了一个新线圈。但是，在换上新线圈投入直流源，大约有20多min后，并没有进行任何操作，又发现该跳闸线圈冒烟并被烧坏。这样看来问题似乎并不在跳闸线圈本身，而是二次控制回路有问题。断路器控制原理如图2。设计1B的高压侧断路器联跳控制回路如图3：图 3 高压侧断路器联跳控制回路图

从原理图分析可以看出，造成跳闸线圈烧坏的原因：只能是在没有进行任何操作的情况下，跳闸线圈上就有一直流电压作用。根据电工基础知识可知：线圈两端如果一直有流电压作用，根据欧姆定律，当电阻一定，电压为额定值时，线圈中就会一直有一个恒定的电流流过，而跳闸线圈又不允许长期带电。当跳闸线圈通过跳闸脉冲跳开断路器后，跳闸线圈应立即断电，否则，时间一长，绕组发热超过其热稳定值时，就会造成绕组绝缘被破坏，发生匝间短路，最终导致线圈被烧坏。根据上述的分析，对控制回路又进行了一次认真的检查，发现断路器本体控制回路的实际接线和原理图不一致，图2中跳闸线圈TQ前虚线框内2DL辅助常开接点实际上并不存在，而是1DL联跳点133直接接到跳闸线圈正端。这样一来，虽然未进行任何操作，但高压侧的联跳回路+KM（101）经1DL的常闭接点、连片LP至133处引入了正电源，从而使跳闸线圈上长期有DC220V 电压作用，使线圈长期带电，引起发热而烧坏。通过对2DL断路器辅助接点的检查，发现其辅助接点不够用，认真分析原理图后，决定把跳闸线圈的负控端102处拆开，联接到图2的113处（见图4），改完接线后，再次送电且不进行任何操作，对控制回路进行带电考验，没有发生任何异常情况。重新对1B厂变断路器进行联动操作，其动作正确、信号正常。长时间运行考验后，证明改动的回路是正确的。图 4 改动后的断路器控制原理图根据1B厂变低压侧断路器控制回路的改动，把2B厂变低压侧断路器的控制回路也进行了检查，发现2B的接线和1B是一样的。于是按改变1B断路器操作回路的方法，对2B断路器操作回路也进行了改动。避免了烧2B跳闸线圈的故障。经过这样的改动接线后，两台变压器低压侧断路器运行至今未出现任何问题，这也就证明了对控制回路存在问题的判断和分析是正确的。通过这次回路的改动，值得引起注意的是：以后在进行电气二次控制回路传动试验工作时，一定要事先认真检查二次回路的接线正确性，然后再通电，以防损坏设备。

10kV真空断路器分合闸线圈烧毁原因分析及处理

10kV真空断路器分合闸线圈烧毁原因分析及处理发表时间：2018-01-30T17:33:54.050Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：曾伟胜 [导读] 摘要：本文以VSEP系列真空弹簧机构断路器为例，对导致真空弹簧机构断路器分合闸线圈烧毁的原因进行了分析，并针对缺陷原因提出了处理措施，以此来预防和减少类似故障的发生。（广东电网有限责任公司汕尾供电局 516600）摘要：本文以VSEP系列真空弹簧机构断路器为例，对导致真空弹簧机构断路器分合闸线圈烧毁的原因进行了分析，并针对缺陷原因提出了处理措施，以此来预防和减少类似故障的发生。关键词：断路器；线圈烧毁；VSEP系列。 0、引言针对日常班组处理缺陷统计，其10kV真空断路器分合闸线圈烧损的缺陷率占据了首位位置，分别是2014年26起，2015年18起，2016年21起，其中合闸线圈烧损率占其85%。缺陷故障率高，将增加了检修的工作量、生产成本和非计划停电次数，直接影响了电力系统的供电可靠性。因为10kV出线直接影响到数以万计的用户，为了提高电力系统的供电可靠性，我们必须对此类缺陷的原因进行深入的研究分析，并提出有效的解决措施，尽可能的减少类似故障的发生，下面以VSEP型真空断路器为例来进行研究分析。 1、VSEP系列断路器 1.1分析故障原因前，先来了解VSEP型断路器机构的工作原理。真空断路器操作机构，如下图：真空断路器操动机构（图1） ①储能电机及手动储能孔位②传动链条③储能弹簧④储能保持掣子及顶轴⑤滚轮⑥凸轮⑦电气闭锁线圈⑧合闸半轴联板⑨辅助开关、拐臂头、连杆⑩分闸半轴联板?分闸半轴 1.2真空断路器操作机构工作原理：储能：储能电机或者是手动储能①，能带动传动链条②带动储能轴跟随传动并通过拐臂拉伸对储能弹簧③进行拉伸储能，到达储能位置时，储能轴与链轮传动系统脱开储能保持掣子④顶住滚轮⑤，保持储能位置。同时，储能到位后辅助接点闭合，电机回路断电后储能电机停止工作，如是手动储能，位置到达后储能机构将进行脱扣空转。合闸：合闸操作分电动和手动，其工作原理就是让其合闸触板带动合闸半轴运动，让合闸半轴另一边的储能保持掣子④脱扣滚轮⑤，合闸弹簧释放能量收缩同时通过拐臂使储能轴和轴上的凸轮⑥转动，凸轮⑥又驱动连杆机构带动连接头和动触头进入合闸位置，并压缩触头弹簧，保持触头所需接触压力。手动合闸和电气合闸的区别就在于：电气合闸是利用合闸线圈通电击打触动合闸半轴联板动作，但电气合闸必须通过电气闭锁⑦才能可靠动作，而手动合闸就是手动来让合闸半轴联板动作。分闸：可人工触按分闸按钮即分闸半轴联板⑩带动分闸半轴?脱扣，也可靠电气程序分闸线圈得电或过流脱扣电磁铁动作使合闸保持掣子与半轴脱扣而实现分闸操作。由触头弹簧和分闸弹簧储存的能量使真空灭弧室动静触头分离。 2、分、合闸线圈烧毁举例及分析 2.1 真空断路器的分合闸线圈在真空断路器的弹簧操作机构中，分、合闸线圈不是断路器动作的直接动力，而是直接接在控制回路中，作用于分、合闸半轴联板，使储能弹簧的能量得以释放。分、合闸线圈是在被施加额定电压和额定电流后，产生击打分、合闸半轴联板的冲击力，打开闭锁弹簧能量的掣子扣接，实现分、合闸的。分、合闸线圈的作用时间很短，一般是几十毫秒，分、合闸线圈只需在这个瞬间提供一个打开保持掣子扣接的动力，这个动力来源于分、合闸线圈的旋转磁场，即通过线圈的电流，因此分、合闸线圈的额定电流通电时间短。如果线圈通过较大的电流或者长时间通电，线圈就会发生过热而烧毁。线圈一般烧损时间为4~6秒之间。即假设机构故障，使分合闸线圈得电后不能瞬时实现机构脱扣，线圈通电超过4秒后烧损几率将增大。 2.2 分、合闸线圈烧毁缺陷的原因分析导出近年来广东汕尾地区10kV真空断路器合闸线圈烧坏缺陷进行统计分析，并结合2.1节对分、合闸线圈的作用原理进行分析，总结出分、合闸线圈烧坏的原因有以下几点： 1)分、合闸线圈电阻变大或者端电压不足，都会使通过分、合闸线圈的电流较小，以致线圈产生的磁场作用在分、合闸顶杆的作用力不足，不能正常打开保持掣子，导致分、合闸线圈由于长时间通电而烧毁。 2)断路器的操动机构故障。㈠、分、合闸半轴转动卡涩；㈡、分闸触板⑩角度过高，分闸线圈冲杆行程过短，使其无法对在有效的行程内对分闸触板进行击打脱扣，这些都将导致分、合闸线圈长时间通过电而不能瞬时使保持掣子脱扣，进而将烧坏线圈。 3)弹簧储能故障。㈠、储能电机故障、储能弹簧断裂、与储能机构联动的辅助开关故障。在弹簧未储能情况下合闸，合闸线圈将一直通电，持续通电将造成合闸线圈烧毁。㈡、储能电机故障没有足够的力量储能拐臂到位后与保持掣子保持合适的扣接量，使合闸线圈通过额定电压和额定电流时所产生的冲击力不足以使保持掣子脱扣，导致线圈长时间通电而烧毁。 4)断路器的辅助开关故障、或拐臂头及连杆故障。如真空断路器操作机构（图）辅助开关⑨，如果该辅助开关故障或常闭、常开触点异常或者是拐臂头及连杆脱落，使开关机构分合闸位置无法通过辅助开关进行正确表示，分、合闸线圈将会持续通电，进而造成线圈损

开关电源的噪音及解决方法

开关电源具有线性电源无可比拟的许多优点：体积小，重量轻，效率高等等，但开关电源会产生电磁干扰，尤其是中大功率等级的开关电源干扰更为严重。这是由于开关电源存在着整流谐波、开关频率和它的谐波以及在开关转换中所固有的高速电流和电压瞬变。产生电磁干扰是开关电源本身的特点所决定的，是难以避免的，关键是如何采取有效的措施来减小其干扰程度。通过对开关电源进行电磁兼容性测试得知，一般有以下四项指标不合格。 CE01100Hz～15KHz电源线传导发射。 CE0315KHz～50MHz电源线传导发射。 RE0125Hz～50KHz磁场辐射发射。 RE0214KHz～10GHz电场辐射发射。 2开关电源电磁干扰产生原因分析开关电源按主电路型式可分为全桥式，半桥式，推挽式等几种，但无论何种类型的开关电源在工作时都会产生很强的噪声。它们通过电源线以共模或差模方式向外传导，同时还向周围空间辐射。开关电源对由电网侵入的外部噪声也很敏感，并经它传递到其他电子设备中产生干扰。图1是一种最简单的开关电源主电路型式，直流变换式它激单边型开关电源，以此为例分析开关电源的噪声来源。交流电输入开关电源后，由桥式整流器V1～V4整理成直流电压Vi加在高频变压器的初级L1和开关管V5上。开关管V5的基极输入一个几十到几百千赫的高频矩形波，其重复频率和占空比由输出直流电压VO的要求来确定。被开关管放大了的脉冲电流由高频变压器耦合到次级回路。高频变压器初次级匝数之比也是由输出直流电压VO的要求来确定的。高频脉冲电流经二极管V6整流并经C2滤波后变成直流输出电压VO。因此开关电源在以下几个环节都将产生噪声，形成电磁干扰。（1）高频变压器初级L1、开关管V5和滤波电容C1构成的高频开关电流环路，可能会产生较大的空间辐射。如果电容器滤波不足，则高频电流还会以差模方式传导到输入交流电源中去。如图1中的I1 。（2）高频变压器次级L2、整流二极管V6、滤波电容C2也构成高频开关电流环路会产生空间辐射。如果电容器滤波不足，则高频电流将以差模形式混在输出直流电压上向外传导。如图1中的I2 。（3）高频变压器的初级和次级间存在分布电容Cd，初级的高频电压通过这些分布电容将直接耦合到次级上去，在次级的二条输出直流电源线上产生同相位的共模噪声。如果二根线对地阻抗不平衡，还会转变成差模噪声。（4）输出整流二极管V6会产生反向浪涌电流。二极管在正向导通时PN结内的电荷积累，二极管加反向电压时积累电荷将消失并产生反向电流。因为开关电流需经二极管整流，二极管由导通转变为截止的时间很短，在短时间内要让存储电荷消失就产生了反向电流的浪涌。由于直流输出线路中的分布电感，分布电容，浪涌引起了高频衰减振荡，这是一种差模噪声。