1.1 应用目的及场合

风力发电机（以下简称风机）变流器在运行时，会出现过载和短路等故障。为了保护变流器和风机内部的电力设备，在风机变流器网侧并网端安装万能式低压断路器（以下简称主断路器），为变流器提供过载和短路保护。

主断路器是一种既能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在所规定的非正常电路下接通、承载一定时间以及分断电流的机械开关电器。

1.2 主断路器的配置参数选择

主断路器按结构型式，可分为塑壳式和框架式两大类。其中，塑壳断路器相较框架式断路器，其容量小，分断能力低，过电流保护为非选择性保护，尺寸体积相对较小，主要用于小电流系统的保护；框架式断路器容量大、分断能力高，且具有选择性过电流保护、开放式通讯接口等功能，可以满足自动化控制系统的要求。

选取风机中的主断路器时要考虑：

（1）保护配置（2）额定绝缘电压（3）额定工作电压（4）额定工作电流（5）工作、运行环境（6）海拔因素（7）机械特性

综上所述，对于风机设备，选取框架式断路器，并根据电压、电流的要求和实际工况进行计算和优化。应用在不同的系统中，对其参数的选取也是不同的。

2.1主接触器接头氧化

风机（以A公司SW T-4.0机型为例）报故障停机，查看风机故障时刻的电流数据（图2）。故障时刻的三项电流值PhR、PhT和PhS的最大值为618 A，均未超过其网侧额定电流值（3 348 A）；查看图3中同时段的瞬时电压最大值为260 V，同样未超过其额定工作电压（690 V）；上机检查发现主断路器静触头主触点发黑并且在塔筒内部有浓烈的烧焦刺激性气味；查看风机主断路器内部的计数器次数为2 013次，在使用寿命内。通过发黑的现象进行判断（图4），认为很有可能是触头与触头之间在大电流通过的过程中，触点部分发生局部过热或者有一定的电弧产生，使得主断路器的静触头主触点由银色变为黑色；或者主断路器没有经过定期维护，由于大量灰尘覆盖造成局部过热，从而导致其变黑。

图2 故障时段电流数据

图3 故障时段电压数据

图4 主断路器静触头主触点发黑情况

使用酒精擦拭主断路器接头氧化物并涂抹导电膏，处理完成后的主断路器主触点如图5所示。对于塔筒内出现的刺激性气味，采取在塔基内撒生石灰，以吸收腐蚀性气体或者使用抽风机去除塔筒内的腐蚀气体。除味后重新检查风机塔基的密封情况，对封堵不完全的风机及时进行密封。

图5 经过酒精/导电膏处理后的主断路器主触点

2.2 主断路器灭弧室拉弧

风机（以A公司SWT-4.0机型为例）故障停机，查看风机中故障时刻的电流数据（图6）。故障时刻的三项电流值Ph R、PhT和PhS的在一小时内的最大值为4 030 A，超过其网侧额定电流值（3 348 A），接近其网侧最大额定电流值（4 050 A）；故障时刻的三项电流值在一小时内的平均值为3 481 A左右，同样高于网侧额定电流值。如图7所示，电压值在一小时内的最大值为775 V，平均值为752 V，也同样高于额定工作电压690 V，低于其额定绝缘电压（1 000 V）。根据三项电流值与电压值进行判断，该台风机主断路器基本处在击穿状态，随时有击穿的可能性。上机检查发现塔筒内有浓烈的烧焦刺激性气味。打开主断路器检查，发现灭弧室内有发黑烧焦及锈蚀的痕迹，已经严重损毁，且损毁不可逆，如图8所示。因为灭弧室内有锈蚀的痕迹，说明前期维护可能不到位。

注：黑色线是经过数据处理的比较平缓的三项电流发展趋势，三项电流值PhR、PhS和PhT的值相同，故图中重合在一起

图6 故障时段电流数据

图7 故障时段电压数据

图8 主断路器灭弧室情况

因主断路器已严重损毁，主断路器内部可能存在多个损坏部件，所以无法通过更换主断路器内部的备件来解决，需直接整体更换变流器主断路器。对于刺激性气味，处理方式同样是在塔基内撒生石灰，以吸收腐蚀性气体或者使用抽风机去除塔筒内的腐蚀气体。除味后重新检查风机塔基密封情况，对封堵不完全的风机及时进行密封。

主断路器是风机电气系统中的一个重要组件，它在其中起着关键的保护作用。因此，必须确保其“保护功能”的正常运行，而这一点只能通过进行适当的维护来实现。维护的主要目的是帮助用户准确掌握受测主断路器的真实状况，从而采取正确的矫正措施。这样能够使整体维护费用降到最低，增加电气系统的可靠性，并降低由故障引起的损失。

3.1 日常维护

日常维护是指对主断路器进行定期的维护，每进行10 000次运行和关断后，就应该对其进行维护，日常维护的内容有：

（1）检查和普通清洁，清洁所有灰尘、霉菌、冷凝痕迹和氧化物，使用清洁的干布擦掉灰尘和油迹；在条件允许的情况下，使用非腐蚀性的洗涤剂清洁。检查铭牌是否存在，将铭牌清洁干净。同时也要清洁抽出式主断路器固定部分的内部，确保主断路器室内没有异物。检查是否有过热或断裂等可能影响主断路器有效绝缘的现象，确保触点的完好无损，正常情况下的触点应该是银色的，且没有腐蚀或烟熏的痕迹。将主断路器内的螺钉都按照规定的力矩值正确紧固，以防螺钉松动。

（2）确认主断路器连线以及主断路器与开关柜之间的连线端子上没有局部过热的迹象。通过观察接触部分的颜色是否改变，识别出局部过热（银白色为正常状态）。

（3）要确保所有电气部件及机械部件牢固、正确的安装在主断路器上。对储能电机，要检查电刷的磨损情况，并在必要的情况下更换电刷。确认脱扣器与计数器功能正常。对于传动的机械部件，储能电机和分合闸机构等，使用制造厂规定型号的润滑油进行润滑，包括主断路器侧面的支撑位置也要进行清洁和润滑。

（4）检查触头磨损情况，包括灭弧室的状态，灭弧室本体必须没有损伤，且灭弧片既没有受腐蚀也没有受损。使用压缩空气吹掉灰尘，然后使用刷子清除所有烟熏和熔渣的痕迹。确保触点状态良好。肉眼检查，以保证主板和灭弧板都在原位。检查是否有发黑或卷边现象。

每10000次运行和关断后进行日常的维护，可以使主断路器的故障率大大降低，减少不必要的经济损失，提高风机设备的可靠性及发电性能的质量和可利用率。

3.2 异常运行所采取的维护

对于主断路器已经发生拉弧或者其它电气部件机械损坏的故障时，如何对已经发生的问题进行补救也是一个至关重要的问题。

首先，轻微的、可以恢复的、比较常见的故障、拉弧或过热产生的触头发黑或变黄等，可以使用酒精擦拭接头氧化物并涂抹导电膏进行处理。对已经存在刺鼻性气味的风机进行抽风或者通风，以去除塔筒内的腐蚀性气体，然后检查密封并对密封不完好的地方重新进行密封打胶。

对于不可逆的故障、机械或电气部件损坏、电机损坏、分合闸线圈损坏和触头损坏等，直接对其进行更换，排除故障。