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摘要：随着我国农村电网设备的大力升级，35kV永磁真空断路器由于其良好的稳定性及可靠性得到了广泛的应用。但在使用过程中，经常会出现在特殊的使用环境下由于其制造特点造成开关没有能力正常执行分合闸功能，影响了电力生产的正常运行。本文就是从其生产制造原理出发，找出影响断路器正常分合闸的原因，并制定出相应的应急方案。
关键词：真空断路器；手拉手供电；电容控制模块；导向模块
作者简介：阚涛（1977-），男，安徽砀山人，安徽宿州砀山供电公司修试工区，工程师。（安徽 砀山 235300）
中图分类号：TM727.1 文献标识码：B 文章编号：1007-0079（2011）15-0149-02
近年来，我国农村电网电力设备得到大力的升级，35kV永磁真空断路器由于其良好的稳定性及可靠性得到了广泛的推广应用。但在使用过程中，由于不同的使用环境及变电站的自动化改造程度不同（如：35kV变电站双向手拉手供电前端35kV母线前侧使用此开关），此开关分闸状态在35kV变电站无直流电源或全站停电无备用电源等的情况下无法满足使用合闸要求，给变电站送电带来了不少困难，现就在应急情况下，根据开关自身的设计特点及使用条件下给出了应急使用方法。
一、35kV永磁真空断路器的使用特点
我国目前使用35kV真空断路器操作机构的现状大都使用的是弹簧机构和电磁机构，鉴于弹簧机构存在零部件多，制造工艺复杂，运行容易引起机械故障，而电磁机构存在驱动功率较大，接触力较小且合闸时容易引起触头跳动等问题，严重影响真空断路器的性能和可靠性，据统计资料表明，设备故障中约有70%～90%以上为操作机构机械故障所致。因此，提高真空断路器可靠性的主要途径就是改进真空断路器的操作机构。永磁机构真空断路器的使用，克服了弹簧机构和电磁机构的不足，具有高可靠性、结构简单、安全性、使用寿命长、低驱动功率、性价比高等技术特点，完全可以满足电网安全稳定运行的要求。
永磁机构是一种用于中压真空断路器的永磁保持、电子控制的电磁操作机构，与断路器使用的传统弹簧机构和电磁机构相比，永磁机构采用了一种全新的工作原理和结构，工作时主要运动部件极少，无需机构脱、锁扣装置，故障源少，具有较高的可靠性，克服传统弹簧机构和电磁机构的不足，将永久磁铁应用于操动机构中，使真空断路器分合闸位置的保持通过永久磁铁实现，取代了传统的锁扣装置。
此种永磁断路器采用DC220V操作电源供电，由三只22000UF并联电容储存电能（两只并联提供合闸电能，一只提供分闸电能），此断路器为分合闸能力，电容所储电能只能供断路器操作一次。由电容控制模块完成电容的充电控制，由导向模块完成对电容的放电控制，促使断路器分合闸。电容模块是可以交直流输入两用的，平时可以由导向模块向电容控制模块提供DC220V的直流电源，应急需要时也可以用AC220V向电容控制模块供电，满足电容的充电过程。此断路器的分合闸线圈是一体的，是由导向模块根据分合状态需要改变放电电容的极性端而完成断路器的分合闸功能。该断路器控制箱见图1。
二、应急送电方案
当此开关在35kV母线前侧使用，且在分闸状态，全变电站停电无直流电源或直流电压不能满足储能电容储能要求的情况下，储能电容就不能储存电能或者储存的电能不足以启动断路器的合闸操作，因此这个变电站的35kV母线就不能送上电，所用变也不能带电，后续10kV供电等操作也就无法进行。
根据此种35kV永磁真空断路器的使用特性，我们分析：是否能另外提供一种外置电源，使此种永磁断路器的储能电容正常储存电能，然后在就地位置通过合闸操作完成此断路器的合闸功能，使得此变电站的35kV母线带电，完成此变电站的后续供电任务。这种外置电源可以是直流电源，也可以是交流电源。经过上述分析，结合我们在生产实践中的经验，总结出几种应急送用方法。
（1）给此断路器在操作电源接入处直接提供外置DC220V电源，向此断路器提供电能，完成合闸操作。经过调查，市场极少有这种直接提供DC220V的直流电源，有也是面向电信设备使用的大型系统模块电源，设备组成复杂，而且此种电源比较庞大沉重，不适于移动应急使用。
（2）给此断路器在操作电源接入处直接提供经蓄电池DC12V（24V）至DC220V模块变换、或者DC至AC，AC经调压后再整流变换成220V的直流电源，向此断路器提供电能，完成合闸操作。此操作需要的设备方便易寻，成本低，经整理成形后方便携带，使用简单。当然也可以用此种方法直接向断路器的储能电容直接充电，充电后完成断路器的合闸操作。
（3）直接使用厂商提供的带有如太阳能后备电源的改进型断路器，但会带来断路器成本的大幅增加，随着变电站自动化升级改造的不断完善，这种应急需要会越来越少。
（4）使用外置AC220V电源跳过导向模块，直接向电容控制模块提供电源，向电容提供充电电能（充电过程约10秒至20秒左右即可拆除），然后从X10端子排上拆除分合闸线圈两端L+、L-接头，与电容极性端C+、C-并接完成分合闸功能。注意：1）直接向电容控制模块加入交流电时一定要把X1端子排的FU1及FU2保险拆除，防止交流倒向送电，烧坏导向模块。2）充电结束后可以用万用表测量其电容端电压，检查其是否满足DC220V，满足放电分合断路器的需求。3）根据厂商的设计，当L+、L-与电容器组的极性端C+、C-极性一致时，并接完成的操作将是强制断路器分闸操作；当极性相反时，并接完成的是强制合闸操作。操作一次后，电容器组的电能将被释放，需要再次操作时应重新充电。4）应急操作完成后，此断路器一定要恢复其安装状态。此种应急操作的方便之处就是交流电源容易提供，缺点就是一旦在使用中稍有失误，就会损坏断路器的控制模块，影响正常供电。
应急操作完成后，储能电容（见图1）充满电能，经过电容放电操作，此断路器即完成合闸功能，35kV母线及所用电即可带电，可以继续完成后续的送电操作任务。
三、应急送电实例
实例1：笔者所在的砀山公司于2011年1月35kV黑楼变电站二段间隔改造工程中，在送电时由于蓄电池组电池电压过低，不能满足35kV母线前侧永磁真空断路器的合闸要求，于是应急采用了上述第四种方案，交流220V引入电容控制模块，完成储能电容的充电，手动并接合闸线圈L+、L-，储能电容放电完成了断路器的合闸操作。
实例2：在35kV官庄变电站二段间隔改造工程中，此变电站没有后备直流电源，35kV母线前侧的断路器也只能采用应急方式，考虑到交流电源的引入可能会引起断路器控制设备的错误操作而导致损坏及第四种方案操作的复杂性，所以我们经过改进采用了上述第二种方案，将12V50AH的蓄电池逆变成纯正弦波AC220V电源，然后经过特殊制作的AC220V变换DC220V模块，将DC220V电源直接引进了断路器的电源输入端，安全可靠地完成了送电任务。
35kV永磁真空断路器由于自身结构简单，绝缘水平高，开断能力强，体积小重量轻、无污染免维护等众多优势，完全满足了电力系统的高可靠性、高稳定性要求，已经决定了它是替代传统弹簧操作机构的最佳产品之一；随着农村电网的深入发展，变电站设备的自动化升级改造，直流后备等电源的保障提供，送电操作将会更加稳定可靠。
参考文献：
[1]林莘.永磁机构与真空断路器[M].北京:机械工业出版社,2003.
[2]李建基.高压断路器及其应用[M].北京:中国电力出版社,2002.
[3]王季梅.真空断路器技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2008.
[4]李建基.新型高中压断路器设备选型及新技术手册[M].北京:水利水电出版社,2010.
（责任编辑：苏宇嵬）
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：真空断路器；手拉手供电；电容控制模块；导向模块
作者简介：阚涛（1977-），男，安徽砀山人，安徽宿州砀山供电公司修试工区，工程师。（安徽 砀山 235300）
中图分类号：TM727.1 文献标识码：B 文章编号：1007-0079（2011）15-0149-02
近年来，我国农村电网电力设备得到大力的升级，35kV永磁真空断路器由于其良好的稳定性及可靠性得到了广泛的推广应用。但在使用过程中，由于不同的使用环境及变电站的自动化改造程度不同（如：35kV变电站双向手拉手供电前端35kV母线前侧使用此开关），此开关分闸状态在35kV变电站无直流电源或全站停电无备用电源等的情况下无法满足使用合闸要求，给变电站送电带来了不少困难，现就在应急情况下，根据开关自身的设计特点及使用条件下给出了应急使用方法。
一、35kV永磁真空断路器的使用特点
我国目前使用35kV真空断路器操作机构的现状大都使用的是弹簧机构和电磁机构，鉴于弹簧机构存在零部件多，制造工艺复杂，运行容易引起机械故障，而电磁机构存在驱动功率较大，接触力较小且合闸时容易引起触头跳动等问题，严重影响真空断路器的性能和可靠性，据统计资料表明，设备故障中约有70%～90%以上为操作机构机械故障所致。因此，提高真空断路器可靠性的主要途径就是改进真空断路器的操作机构。永磁机构真空断路器的使用，克服了弹簧机构和电磁机构的不足，具有高可靠性、结构简单、安全性、使用寿命长、低驱动功率、性价比高等技术特点，完全可以满足电网安全稳定运行的要求。
永磁机构是一种用于中压真空断路器的永磁保持、电子控制的电磁操作机构，与断路器使用的传统弹簧机构和电磁机构相比，永磁机构采用了一种全新的工作原理和结构，工作时主要运动部件极少，无需机构脱、锁扣装置，故障源少，具有较高的可靠性，克服传统弹簧机构和电磁机构的不足，将永久磁铁应用于操动机构中，使真空断路器分合闸位置的保持通过永久磁铁实现，取代了传统的锁扣装置。
此种永磁断路器采用DC220V操作电源供电，由三只22000UF并联电容储存电能（两只并联提供合闸电能，一只提供分闸电能），此断路器为分合闸能力，电容所储电能只能供断路器操作一次。由电容控制模块完成电容的充电控制，由导向模块完成对电容的放电控制，促使断路器分合闸。电容模块是可以交直流输入两用的，平时可以由导向模块向电容控制模块提供DC220V的直流电源，应急需要时也可以用AC220V向电容控制模块供电，满足电容的充电过程。此断路器的分合闸线圈是一体的，是由导向模块根据分合状态需要改变放电电容的极性端而完成断路器的分合闸功能。该断路器控制箱见图1。
二、应急送电方案
当此开关在35kV母线前侧使用，且在分闸状态，全变电站停电无直流电源或直流电压不能满足储能电容储能要求的情况下，储能电容就不能储存电能或者储存的电能不足以启动断路器的合闸操作，因此这个变电站的35kV母线就不能送上电，所用变也不能带电，后续10kV供电等操作也就无法进行。
根据此种35kV永磁真空断路器的使用特性，我们分析：是否能另外提供一种外置电源，使此种永磁断路器的储能电容正常储存电能，然后在就地位置通过合闸操作完成此断路器的合闸功能，使得此变电站的35kV母线带电，完成此变电站的后续供电任务。这种外置电源可以是直流电源，也可以是交流电源。经过上述分析，结合我们在生产实践中的经验，总结出几种应急送用方法。
（1）给此断路器在操作电源接入处直接提供外置DC220V电源，向此断路器提供电能，完成合闸操作。经过调查，市场极少有这种直接提供DC220V的直流电源，有也是面向电信设备使用的大型系统模块电源，设备组成复杂，而且此种电源比较庞大沉重，不适于移动应急使用。
（2）给此断路器在操作电源接入处直接提供经蓄电池DC12V（24V）至DC220V模块变换、或者DC至AC，AC经调压后再整流变换成220V的直流电源，向此断路器提供电能，完成合闸操作。此操作需要的设备方便易寻，成本低，经整理成形后方便携带，使用简单。当然也可以用此种方法直接向断路器的储能电容直接充电，充电后完成断路器的合闸操作。
（3）直接使用厂商提供的带有如太阳能后备电源的改进型断路器，但会带来断路器成本的大幅增加，随着变电站自动化升级改造的不断完善，这种应急需要会越来越少。
（4）使用外置AC220V电源跳过导向模块，直接向电容控制模块提供电源，向电容提供充电电能（充电过程约10秒至20秒左右即可拆除），然后从X10端子排上拆除分合闸线圈两端L+、L-接头，与电容极性端C+、C-并接完成分合闸功能。注意：1）直接向电容控制模块加入交流电时一定要把X1端子排的FU1及FU2保险拆除，防止交流倒向送电，烧坏导向模块。2）充电结束后可以用万用表测量其电容端电压，检查其是否满足DC220V，满足放电分合断路器的需求。3）根据厂商的设计，当L+、L-与电容器组的极性端C+、C-极性一致时，并接完成的操作将是强制断路器分闸操作；当极性相反时，并接完成的是强制合闸操作。操作一次后，电容器组的电能将被释放，需要再次操作时应重新充电。4）应急操作完成后，此断路器一定要恢复其安装状态。此种应急操作的方便之处就是交流电源容易提供，缺点就是一旦在使用中稍有失误，就会损坏断路器的控制模块，影响正常供电。
应急操作完成后，储能电容（见图1）充满电能，经过电容放电操作，此断路器即完成合闸功能，35kV母线及所用电即可带电，可以继续完成后续的送电操作任务。
三、应急送电实例
实例1：笔者所在的砀山公司于2011年1月35kV黑楼变电站二段间隔改造工程中，在送电时由于蓄电池组电池电压过低，不能满足35kV母线前侧永磁真空断路器的合闸要求，于是应急采用了上述第四种方案，交流220V引入电容控制模块，完成储能电容的充电，手动并接合闸线圈L+、L-，储能电容放电完成了断路器的合闸操作。
实例2：在35kV官庄变电站二段间隔改造工程中，此变电站没有后备直流电源，35kV母线前侧的断路器也只能采用应急方式，考虑到交流电源的引入可能会引起断路器控制设备的错误操作而导致损坏及第四种方案操作的复杂性，所以我们经过改进采用了上述第二种方案，将12V50AH的蓄电池逆变成纯正弦波AC220V电源，然后经过特殊制作的AC220V变换DC220V模块，将DC220V电源直接引进了断路器的电源输入端，安全可靠地完成了送电任务。
35kV永磁真空断路器由于自身结构简单，绝缘水平高，开断能力强，体积小重量轻、无污染免维护等众多优势，完全满足了电力系统的高可靠性、高稳定性要求，已经决定了它是替代传统弹簧操作机构的最佳产品之一；随着农村电网的深入发展，变电站设备的自动化升级改造，直流后备等电源的保障提供，送电操作将会更加稳定可靠。
参考文献：
[1]林莘.永磁机构与真空断路器[M].北京:机械工业出版社,2003.
[2]李建基.高压断路器及其应用[M].北京:中国电力出版社,2002.
[3]王季梅.真空断路器技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2008.
[4]李建基.新型高中压断路器设备选型及新技术手册[M].北京:水利水电出版社,2010.
（责任编辑：苏宇嵬）
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文