真空斷路器合閘彈跳異常與處理

【摘要】真空斷路器的合閘彈跳，是真空斷路器試驗(yàn)時(shí)的重要參數(shù)之一，合閘彈跳的數(shù)值合格與否，決定真空斷路器是否可以投入運(yùn)行的主要數(shù)據(jù)之一。本文通過(guò)分析合閘彈跳所產(chǎn)生的原因及其危害，以及處理方法。

【關(guān)鍵詞】合閘彈跳危害；合閘彈跳異常；處理方法

前言

合閘彈跳真空斷路器機(jī)械特性的一個(gè)重要參數(shù)，是指斷路器的動(dòng)觸頭與靜觸頭碰撞接觸后被反作用力推開(kāi)，然后再接觸又被推開(kāi)的往復(fù)現(xiàn)象。該過(guò)程經(jīng)過(guò)幾次反復(fù)運(yùn)動(dòng)，在允許的時(shí)間范圍內(nèi)停止。

1989年底能源部電力司提出真空斷路器合閘彈跳時(shí)間必須小于2ms。為什么合閘彈跳時(shí)間要小于2ms呢？主要是合閘彈跳的瞬間會(huì)引起電力系統(tǒng)或設(shè)備產(chǎn)生L.C高頻振蕩，振蕩產(chǎn)生的過(guò)電壓對(duì)電氣設(shè)備的絕緣可能造成傷害甚至損壞。當(dāng)合閘彈跳時(shí)；同小于2ms時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生較大的過(guò)電壓，設(shè)備絕緣不會(huì)受損，在關(guān)合時(shí)動(dòng)靜觸頭之間也不會(huì)產(chǎn)生熔焊。

目前，真空斷路器均采用對(duì)接式觸頭，合閘速度較高，觸頭在合閘過(guò)程中必然產(chǎn)生彈跳。彈跳時(shí)間延長(zhǎng)真空電弧的燃弧時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)。真空電弧是一種弧體溫度高達(dá)七、八千度的高溫等離子體。彈跳時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，燃弧時(shí)間增加，使觸頭表面熔化的深度和廣度都增加，合閘時(shí)就會(huì)造成兩觸頭界面接觸，瞬間冷卻后兩觸頭熔焊在一起。這種熔焊，靠操作機(jī)構(gòu)幾千牛頓的分閘力是不容易拉開(kāi)而造成開(kāi)斷失敗。有時(shí)即使分閘力能拉開(kāi)，但常常把觸頭表面拉變形，造成開(kāi)斷后恢復(fù)電壓短路。還會(huì)使波紋管受到強(qiáng)迫振動(dòng)而容易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致滅弧室漏氣。

合閘彈跳最主要的危害在于加速了滅弧室觸頭的磨損進(jìn)而導(dǎo)致滅弧室電壽命的縮短。

一、故障基本情況

2010年01月8日高壓試驗(yàn)班在進(jìn)行1號(hào)發(fā)電機(jī)出口真空斷路器，做列行檢修試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)真空斷路器B相彈跳時(shí)間偏大；所有試驗(yàn)項(xiàng)目及數(shù)據(jù)如下（2007年與2010年的試驗(yàn)項(xiàng)目及數(shù)據(jù)的值）：

二、設(shè)備技術(shù)參數(shù)

真空斷路器，型號(hào)：3AF 2288-3額定電壓：17.5（kV）額定電流：4000（A）

開(kāi)斷電流：63 （kA） 出廠日期：1995年

三、原因分析

1、該真空斷路器于1995年12月投入運(yùn)行，至今已有十六年，操作次數(shù)已接近5000次。由于動(dòng)、靜觸頭的腐蝕，動(dòng)、觸頭間的擠壓和導(dǎo)軌螺栓的作用，動(dòng)、觸頭的磨損，動(dòng)、靜觸頭接觸面沒(méi)有全面接觸，造成真空斷路器合閘彈跳過(guò)大。

2、斷路器運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)使真空斷路器的，滅弧室動(dòng)、靜觸頭，操作機(jī)構(gòu)和緊固件的機(jī)械磨損較大，引起觸頭過(guò)熱和電氣合閘彈跳時(shí)間延長(zhǎng)；合閘彈跳時(shí)間的延長(zhǎng)加速了觸頭的磨損。金屬部件的疲勞導(dǎo)致動(dòng)、靜觸頭壓力減小，造成回路接觸電阻增大。使合閘彈跳時(shí)間增長(zhǎng)。

3、真空斷路器動(dòng)、觸頭的接觸面受熱氧化腐蝕、磨損使斷路器的行程變長(zhǎng)，也是彈跳異常的原因之一。

四、處理經(jīng)過(guò)

1、開(kāi)關(guān)在分、合閘狀態(tài)用深度卡尺測(cè)量A、B、C、三相吊桿的行程為（注：每次分閘，合閘后應(yīng)將真空斷路器的操作電源斷開(kāi)后在測(cè)量）：

2、操作機(jī)構(gòu)的所有彈簧必須處于放松狀態(tài)，而且3AF真空斷路器處于分閘狀態(tài)，“彈簧儲(chǔ)能”不顯示（彈簧儲(chǔ)能的能量釋放掉）。

a、將絕緣拉桿與角板連接的銷釘和校正墊圈及鎖定夾銷拆下，

b、將絕緣拉桿的角板調(diào)節(jié)螺桿固定螺帽松開(kāi)后，調(diào)節(jié)螺桿向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)四圈半。

c、將絕緣拉桿與角板連接好后再次測(cè)量吊桿的行程。

3、測(cè)量分、合閘吊桿的數(shù)據(jù)為：

4、在開(kāi)關(guān)合閘位置時(shí)，將開(kāi)關(guān)上部B相端子與滅弧室（真空泡）連接與固定的四個(gè)螺栓全部松開(kāi)，在將四個(gè)連接于固定螺栓全部緊固后，測(cè)得的三相分合閘時(shí)間及同期試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：

5、三相分合閘時(shí)間及同期試驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明真空斷路器的靜觸頭的位置略有偏差，與動(dòng)觸頭沒(méi)有全面接觸。也是真空斷路器彈跳異常主要因素之一。

五、結(jié)束語(yǔ)

真空斷路器是確保電網(wǎng)能夠正常運(yùn)行和故障情況下能夠達(dá)到保護(hù)人身財(cái)產(chǎn)安全的重要設(shè)備，合閘彈跳控制的好壞直接影響到真空斷路器的穩(wěn)定運(yùn)行。

此次真空斷路器出現(xiàn)的問(wèn)題說(shuō)明，由于此開(kāi)關(guān)已投運(yùn)十六年了，操作次數(shù)已接近5000次，設(shè)備已進(jìn)入疲勞期。今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)此類設(shè)備的巡視與檢修工作，在每次此類斷路器的操作中，如此類設(shè)備有任何異常要及時(shí)上報(bào)。在檢修中要加強(qiáng)對(duì)此類設(shè)備的檢查，所有試驗(yàn)、維護(hù)項(xiàng)目要做全、做細(xì)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果如有與上次試驗(yàn)結(jié)果有差別的，要重點(diǎn)檢查是否由于設(shè)備老化造成的。適當(dāng)增加檢修次數(shù)，以免發(fā)生更大的缺陷造成事故。