高壓真空斷路器故障分析與處理方法

汪成喜

(廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司，廣東 惠州516363)

0 引言

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，廣大人民群眾對電能質(zhì)量的要求越來越高，而電能質(zhì)量又直接關(guān)系到人們的日常生活和生產(chǎn)，因此電力系統(tǒng)安全正常運行就顯得尤為重要。高壓真空斷路器是一個較為關(guān)鍵的開關(guān)設(shè)備，在配電系統(tǒng)中，高壓真空斷路器可以滿足電網(wǎng)在正?；蚴鹿薁顟B(tài)下的各種操作需求，包括關(guān)合和開斷短路電流。其穩(wěn)定可靠、性能良好與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行有直接關(guān)系。高壓真空斷路器能夠在電氣設(shè)備或電氣線路發(fā)生故障時，及時將運行中的電網(wǎng)與出現(xiàn)問題的部分切斷，清除故障，糾正不規(guī)范的動作。

1 高壓真空斷路器的特點

高壓真空斷路器體積較小，占地面積不大，開斷能力強，可以及時地斷電避免火災(zāi)，承受反復(fù)性操作，便于攜帶，且使用壽命長，是一種典型的無油設(shè)備，如ABB公司生產(chǎn)的VD4系列真空斷路器。VD4真空斷路器是ABB馳名的滅弧室和澆注柱研發(fā)和制造技術(shù)以及先進的操動機構(gòu)研發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)的完美結(jié)合。VD4中壓真空斷路器的滅弧室被整體澆注在環(huán)氧樹脂中。整體澆注的極柱結(jié)構(gòu)更堅固，可為真空滅弧室提供更加充分的保護，并可消除灰塵和潮氣對滅弧室外絕緣能力的影響。滅弧室將開關(guān)的主觸頭永久密封在真空環(huán)境中，構(gòu)成開斷滅弧單元。智能化的永磁機構(gòu)控制器已通過國家繼電保護及自動化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心全套的型式試驗(包括電磁兼容試驗、EMC達四級指標)，無需配備大功率直流電源，適用于不能提供大功率直流電源的場合。

2 高壓真空斷路器故障分析及處理方法

2.1 滅弧室承受過大外力及處理方法

上下支架安裝不合適往往會造成滅弧室承受過大外力，一旦出現(xiàn)這種問題，就會大幅度縮短機械壽命，損壞滅弧室。處理方法：應(yīng)該對上下支架的安裝位置進行重新調(diào)試，務(wù)必要使滅弧室導(dǎo)向板和上支架的間隙為0.5～1.5 mm，同時還應(yīng)該加固緊固件，從而使滅弧室不承受彎曲應(yīng)力。

2.2 接觸行程故障及處理方法

(1)接觸行程過小。接觸行程過小往往會使真空管的機械壽命大幅度縮短，合閘彈跳時間增長，接觸電阻增大，而接觸壓力減小。主要原因在于機構(gòu)部件老化變形或者接觸行程沒有調(diào)整到較為合適的狀態(tài)。處理方法：合閘時采用手動方式，同時對接觸行程進行測量，接下來再進行分閘。為了增大接觸行程，一般都將調(diào)整螺栓旋出或者調(diào)整機構(gòu)輸出桿長度。

(2)接觸行程過大。接觸行程過大往往會使真空管的機械壽命大幅度縮短，增大重擊穿率、分閘時重燃率、接觸壓力、分閘反彈幅值、合閘沖擊力以及合閘操作功率等。主要原因在于機構(gòu)部件老化變形或者接觸行程沒有調(diào)整到較為合適的狀態(tài)。處理方法：合閘時采用手動方式，同時對接觸行程進行測量，接下來再進行分閘。為了增大接觸行程，一般都將調(diào)整螺栓旋出或者調(diào)整機構(gòu)輸出桿長度。

2.3 觸頭故障及處理方法

(1)動、靜觸頭不同軸。這往往會使高壓真空斷路器的機械壽命大幅度縮短，彎曲應(yīng)力嚴重影響到滅弧室。主要原因在于上下支架沒有配合好。處理方法：務(wù)必要讓彎曲應(yīng)力不再影響到滅弧室，調(diào)整上下支架和導(dǎo)向板，使得橫向偏差不大于1.5 mm，彎曲變形度不大于0.5 mm。

(2)觸頭燒損過量。主要原因：1)觸頭彈簧斷裂，觸頭彈簧老化，機械卡澀；2)開斷電流時殘存碳化物或觸頭間有機械雜質(zhì)；3)觸頭接觸不良，主要是由于觸頭磨損隨著通斷次數(shù)的增加而增加，減小了觸頭壓力；4)觸頭磨損隨著開斷短路電流次數(shù)的增加而增加；5)觸頭有效接觸面積因調(diào)整不合適而減?。?)觸頭表面氧化、加工工藝不達標、材質(zhì)差。處理方法：對伸出導(dǎo)向板的長度變化量進行準確測量，如果發(fā)現(xiàn)遠遠大于3 mm，那么應(yīng)及時更換真空滅弧室。

(3)觸頭開距過小。這往往會使絕緣水平、開斷能力大幅度降低，主要原因在于機構(gòu)部件老化變形或者觸頭開距沒有調(diào)整到較為合適的狀態(tài)。處理方法：應(yīng)嚴格遵守廠家的操作指南，對墊片的開距進行有效調(diào)整。

(4)觸頭開距過大。這往往會使滅弧室機械壽命大幅度縮短，增加合閘沖擊力和操作功率。主要原因在于機構(gòu)部件老化變形或者觸頭開距沒有調(diào)整到較為合適的狀態(tài)。處理方法：應(yīng)嚴格遵守廠家的操作指南，對墊片的開距進行有效調(diào)整。

2.4 高壓真空斷路器中間箱CT表面對支架放電及處理方法

真空斷路器中間箱裝有電流互感器(CT)，斷路器對支架放電是由于CT表面產(chǎn)生的不均勻電場所致。若不采取措施，在斷路器運轉(zhuǎn)時CT表面就會產(chǎn)生不平衡電場，為了避免這種情況的出現(xiàn)，就要在CT出廠之前在其表面涂上一層半導(dǎo)體膠，這樣就可以使電場平衡均勻；但在裝配斷路器時，若半導(dǎo)體膠受影響出現(xiàn)剝落，依然會使斷路器工作過程中CT表面出現(xiàn)不均勻電場，從而造成對支架放電，因此在裝配斷路器時一定要避免CT表面的半導(dǎo)體膠出現(xiàn)剝落。

此外，還要做好高壓真空斷路器的維護保養(yǎng)工作。高壓真空斷路器的維護保養(yǎng)主要包括精度檢查、定期檢查、定期維護以及日常維護等。日常維護保養(yǎng)必須做到規(guī)范化和制度化，這也是高壓真空斷路器維護的基礎(chǔ)工作；定期檢查也被稱為定期點檢，通常利用人的感官、儀器和工具進行檢查，是一種有計劃的預(yù)防性檢查；定期維護應(yīng)納入車間承包責任制的考核內(nèi)容，按照預(yù)先制定好的物資消耗定額和工作定額進行考核；要嚴格執(zhí)行高壓真空斷路器維護規(guī)程，從而延長其使用壽命，并保證其處于一個安全的工作環(huán)境。

2.5 分、合閘故障及處理方法

(1)合閘速度過低。這往往會使觸頭出現(xiàn)熔焊的現(xiàn)象，主要是合閘的時候容易被擊穿。主要原因在于合閘彈簧老化變形或者合閘彈簧沒有調(diào)整到較為合適的狀態(tài)。處理方法：務(wù)必要增大操動結(jié)構(gòu)合閘動力和儲能，可以通過將合閘彈簧長度拉長來實現(xiàn)。

(2)合閘速度過高。這往往會使合閘動力大幅度增加，滅弧室的機械壽命也隨之大幅度縮短。主要原因在于合閘彈簧老化變形或者合閘彈簧沒有調(diào)整到較為合適的狀態(tài)。處理方法：務(wù)必要使操動結(jié)構(gòu)的合閘動力和儲能減小，可以通過適當調(diào)整合閘彈簧長度來實現(xiàn)。

(3)分閘速度過低。這往往會使開斷失常，觸頭使用壽命大幅度縮短，介質(zhì)強度恢復(fù)緩慢，進而產(chǎn)生嚴重的過電壓，對于滅弧也極為不利。主要原因在于分閘彈簧老化變形或者分閘彈簧沒有調(diào)整到較為合適的狀態(tài)。處理方法：增大儲能，可以通過拉長分閘彈簧長度來實現(xiàn)。

(4)分閘速度過高。這往往會使分閘反彈幅值增大，觸頭使用壽命大幅度縮短，分閘沖擊力增加，進而使機構(gòu)部件受到損害，甚至還可能會產(chǎn)生過高截留過電壓。主要原因在于分閘彈簧老化變形或者分閘彈簧沒有調(diào)整到較為合適的狀態(tài)。處理方法：減小儲能，可以通過適當調(diào)整分閘彈簧長度和利用分閘緩沖器來實現(xiàn)。

(5)分閘反彈幅值過大。這往往會使觸頭的機械壽命大幅度縮短，使觸頭熔焊或燒損，還可能在斷路器分閘時造成電弧重燃，甚至出現(xiàn)過電壓。主要原因在于機構(gòu)部件老化變形或者分閘彈簧沒有調(diào)整到較為合適的狀態(tài)。處理方法：旋入接觸行程調(diào)整螺栓，以減小接觸行程。如果三相分閘反彈幅值一致，且需要調(diào)整，那么就調(diào)整機構(gòu)輸出桿長度以減小接觸行程，使分閘反彈幅值不大于3 mm。

3 結(jié)語

高壓真空斷路器是一個較為關(guān)鍵的開關(guān)設(shè)備，它能夠在電氣設(shè)備或者電氣線路發(fā)生故障的時候，及時將運行中的電網(wǎng)與出現(xiàn)問題的部分切斷，清除故障，糾正不規(guī)范的動作。本文分析了高壓真空斷路器的特點，對其常見故障進行了分析，并提出了相應(yīng)的解決方法，具有一定的參考價值。

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