提高10kV真空斷路器故障處理效率的方法

熊志偉

（廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東珠海 519000）

1 引言

10kV真空斷路器具有結(jié)構(gòu)簡單、機械壽命長、維修工作量少、允許開斷次數(shù)多、適合于頻繁操作等諸多優(yōu)點。在電網(wǎng)10kV系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計，在珠海供電局所屬各變、配電站內(nèi)使用的各型號真空斷路器達一千余臺，基本上取代了其它介質(zhì)熄弧的斷路器。它具有上述諸多優(yōu)點，故障少，被稱為免維護設(shè)備。但是，10kV真空斷路器并不是完全不需要維護的，近年來，真空斷路器發(fā)現(xiàn)缺陷和發(fā)生事故的次數(shù)有所增多。如果10kV真空斷路器缺陷嚴(yán)重，容易造成事故越級，導(dǎo)致大面積停電，嚴(yán)重者會影響電網(wǎng)的安全運行和用戶用電需求。

通過在10kV真空斷路器檢修、維護及試驗工作中積累的一些經(jīng)驗，提出了在現(xiàn)有的檢修資源配置下，通過在技術(shù)上、管理上等方面的改進和完善，提高10kV真空斷路器故障處理效率，總結(jié)如下。

2 10kV真空斷路器的幾種典型故障

2.1 分合閘不同期、彈跳數(shù)值偏大

按照10kV真空斷路器檢查維護要求，需定期通過特性測試儀對每臺斷路器進行機械特性。三相分、合閘時間，三相分、合閘不同期時間，以及合閘彈跳時間都需滿足設(shè)備技術(shù)要求。如在近期對一臺主變變低VS1型真空斷路器機械特性測試中（技術(shù)參數(shù)如表1所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示），盡管A、B、C三相合閘時間都滿足要求，在35-70ms以內(nèi)，但是三相合閘不同期時間為4ms，遠大于該設(shè)備的技術(shù)要求：時間≤2ms，B相合閘時間比A相大4ms，而C相合閘時間接近A相。并且，B相合閘彈跳時間也不滿足技術(shù)要求，彈跳時間為3.5ms，數(shù)值偏大。出現(xiàn)不同期或彈跳數(shù)值偏大，都會嚴(yán)重影響真空斷路器開斷電流的能力，影響使用壽命，嚴(yán)重時會引起斷路器爆炸，影響電網(wǎng)的安全運行和用戶用電需求。正因為此故障為隱性故障，必須通過特性測試儀的測量才能得出有關(guān)數(shù)據(jù)，所以危害程度更大，發(fā)現(xiàn)后必須及時處理。

表1 VS1真空斷路器主要機械技術(shù)參數(shù)

圖1 VS1真空斷路器內(nèi)部構(gòu)造圖

出現(xiàn)這些缺陷的原因有：①斷路器本體機械性能較差，多次操作后，由于機械原因?qū)е虏煌诨驈椞鴶?shù)值偏大；②斷路器在生產(chǎn)組裝過程中，傳動拐臂、傳動連板都等安裝工藝較差，絕緣拉桿、支架等元件材質(zhì)較差；③觸頭平面與中心軸垂直度不好，碰合時產(chǎn)生橫向滑動等所致。

處理上述三相合閘不同期缺陷，對比機械特性數(shù)據(jù)后應(yīng)調(diào)整B相的合閘時間。在保證B相觸頭開距、超行程滿足要求的前提下，通過調(diào)整B相絕緣拉桿的長度使該相合閘時間接近與另外兩相，從而使三相合閘不同期時間在合格范圍內(nèi)。具體處理方法為：在斷路器分閘狀態(tài)下，將B相絕緣拉桿（9）與傳動拐臂（10）之間的銷釘拔出，然后轉(zhuǎn)動絕緣拉桿（9）上緊使其觸頭開距接近另外兩相。

處理B相彈跳時間大的缺陷，則可以在絕緣拉桿（9）與傳動拐臂（10）之間的銷釘間隙增加一個平墊片，使其滅弧室觸頭端面垂直度改善而減少彈跳的產(chǎn)生。若不能解決則應(yīng)保證B相觸頭開距、超行程滿足要求的前提下，適當(dāng)減少B相的超行程數(shù)值。在處理上述缺陷后都應(yīng)重新進行機械特性，使其各項數(shù)據(jù)都需滿足該設(shè)備技術(shù)參數(shù)要求。

2.2 底盤輔助開關(guān)故障

10kV真空斷路器在運行一段時間后，偶爾會出現(xiàn)開關(guān)柜在工作位置或試驗／隔離位置時指示燈不亮，運行人員通常會上報是控制回路故障。這是由于真空斷路器底盤有兩個輔助開關(guān)，分別是S8和S9，它們都連通閉鎖回路。當(dāng)?shù)妆P輔助開關(guān)S8或S9故障時，會導(dǎo)致閉鎖回路不通，閉鎖電磁鐵不能打開，從而使合閘控制回路不通。檢查這類型故障，我們可以使用萬用表檢查相對應(yīng)的二次插頭是否接通來判斷底盤輔助開關(guān)狀況，如表2所示。真空斷路器底盤及輔助開關(guān)的實物圖如圖2所示。

表2 VS1真空斷路器底盤輔助開關(guān)接點

圖2 真空斷路器底盤及輔助開關(guān)實物圖

當(dāng)確認二次接線不通時，用萬用表測量二次插頭至底盤輔助開關(guān)內(nèi)部接線端子之間是否連通，如果連通，則表明是底盤輔助開關(guān)故障，否則是二次插頭至底盤輔助開關(guān)內(nèi)部接線端子之間的二次線故障。處理這類型故障，只需更換底盤輔助開關(guān)即可。但是由于底盤輔助開關(guān)位置較為隱蔽，需要吊起斷路器后拆卸底盤，再進行檢查和更換。

2.3 儲能電機故障

彈簧操作機構(gòu)儲能電機是否正常工作直接關(guān)系到合閘儲能回路是否良好，是斷路器能否實現(xiàn)正常分、合閘的關(guān)鍵所在。在合閘儲能不到位的情況下，若線路發(fā)生事故，而斷路器拒分閘，將會導(dǎo)致事故越級，擴大事故范圍。因此需在運行過程中在發(fā)現(xiàn)儲能指示燈不亮后應(yīng)立即上報，避免缺陷惡化。

儲能電機故障的現(xiàn)象主要有：儲能電機損壞；儲能電機運轉(zhuǎn)不停止等。

儲能電機不能停止運轉(zhuǎn)的原因主要有以下幾點：行程開關(guān)安裝位置的偏上，行程開關(guān)觸點還沒有得到轉(zhuǎn)換，儲能電機仍處于工作狀態(tài)；儲能接點損壞；行程開關(guān)損壞。處理方法為：調(diào)整行程開關(guān)位置，實現(xiàn)電機準(zhǔn)確斷電；如行程開關(guān)損壞，應(yīng)及時更換。

儲能電機損壞的原因主要是：儲能電機運轉(zhuǎn)不停止，導(dǎo)致電機線圈過熱損壞；儲能電機本身有故障。處理方法需要斷路器能量釋放后更換儲能電機即可。

3 提高故障處理效率的幾種方法

3.1 研制10kV真空斷路器檢修架

當(dāng)處理分、合閘不同期等缺陷，檢修底盤輔助開關(guān)等元件時，需要將小車開關(guān)吊起后才能檢修。而絕大多數(shù)變電站10KV高壓室內(nèi)并沒有可靠起吊點，按照舊方法，需要將小車開關(guān)推出至高壓室外的空地后用起重機吊起檢修，耗費大量時間。因此研制了10kV真空斷路器檢修架，檢修架如圖3所示。既在斷路器檢修前將其吊起后拆除底盤，放在鐵架上進行檢修。該檢修架安全可靠、移動靈活、使用便捷，大大提高了故障處理效率。

以下是使用檢修架處理一起底盤輔助開關(guān)S8損壞缺陷過程：斷路器彈簧能量釋放后，先將左側(cè)合閘彈簧底部固定螺絲松開，然后將該合閘彈簧后面的閉鎖連桿螺絲松開，最后將底盤與機構(gòu)連接的4顆固定螺絲松開后即可將兩者分離。在更換后底盤輔助開關(guān)S8后，將所以拆卸螺絲恢復(fù)即可完成檢修。

圖3 檢修架實物圖

表3 使用檢修架處理故障時間對比

由表3所示可以看出，使用檢修架處理上述缺陷的時間比原先縮短了1／3左右，提高了故障處理效率。

3.2 應(yīng)用開關(guān)柜在線局部放電檢測技術(shù)

10kV真空斷路器的運行數(shù)量越來越多，由于柜體金屬封閉，檢測手段較少。按照傳統(tǒng)試驗是定期（周期為六年或三年）對小車開關(guān)停電進行電氣試驗，試驗周期長，且開關(guān)柜內(nèi)的絕緣子等設(shè)備無法進行試驗，難以有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷。2009年開始推廣應(yīng)用局部放電測試儀和TEV測試儀（UltraTEV PLUS+TM）來診斷及評估中壓（MV）、高壓（HV）開關(guān)設(shè)備上各種局部放電活動，能夠盡早發(fā)現(xiàn)缺陷并停電處理，取得很好的效果，如圖4所示。

以下10kV開關(guān)柜傳統(tǒng)試驗與在線局部放電檢測試驗技術(shù)對比，如表4所示。

圖4 UltraTEV PIUS+TM

表4 傳統(tǒng)試驗與在線檢測試驗技術(shù)對比

通過應(yīng)用開關(guān)柜在線局部放電檢測技術(shù)，操作簡便、安全可靠、靈敏性高，由于能夠帶電在線檢測，可在設(shè)備缺陷形成初期及時發(fā)現(xiàn)，避免缺陷進一步擴大形成故障或事故，提高了缺陷處理效率。

3.3 深化10kV真空斷路器檢修管理

為了提高故障處理效率，將故障消滅在初期，不斷深化10kV真空斷路器檢修管理，建立和實施各項管理措施，取得了很好的效果。

對斷路器檢查維護進行電子化管理，將特性試驗數(shù)據(jù)錄入試驗管理數(shù)據(jù)庫，并將其共享在班組公共盤，為今后停電檢查、處理缺陷提供依據(jù)。

對斷路器缺陷情況電子化管理，詳細記錄設(shè)備缺陷情況，編制相對應(yīng)的缺陷處理計劃，形成初步處理方法，待工作計劃滿足要求后及時進行消缺。

對故障處理所需工器具、備品規(guī)范化管理，將所有工器具、備品按照6S定置擺放，確保在工作中能夠使用恰當(dāng)?shù)墓て骶?、備品及時處理斷路器缺陷。

4 結(jié)束語

10kV真空斷路器優(yōu)越的電氣特性，得到了廣大電力部門的一致認可，大量使用在電力系統(tǒng)中。上述有關(guān)提高斷路器故障處理效率的一些經(jīng)驗，僅供工程技術(shù)人員在實際工作中參考借鑒，以期充分利用，更好地解決問題，以確保電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，保證供電可靠性。

［1］葉章輝，潘桂謙等.變電檢修：11-055／電力行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心編［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［2］GB3309-1989，高壓開關(guān)設(shè)備常溫下的機械試驗［S］.

［3］VS1型戶內(nèi)高壓真空斷路器安裝使用說明書.

［4］孔令明等.開關(guān)柜局部放電帶電檢測定位技術(shù)的應(yīng)用與研究［J］.山東電力技術(shù)，2010.