真空有載分接開關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)和一例事故的分析

王璽 羅強(qiáng)

前言：隨著電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，設(shè)備的更新?lián)Q代，油浸式真空有載分接開關(guān)已經(jīng)逐步走進(jìn)入了電力行業(yè)。真空有載分接開關(guān)是依靠真空管來(lái)進(jìn)行滅弧，用真空管代替了油浸式分接開關(guān)的電弧觸頭，使熄弧發(fā)生在真空管內(nèi)，從而起到保護(hù)分接開關(guān)絕緣油和整體絕緣的目的。但是由于真空分解開關(guān)最為一個(gè)新興產(chǎn)物，還需要進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：油浸式真空有載分接開關(guān)；真空管

1、引言：依靠絕緣油進(jìn)行滅弧的分接開關(guān)中，絕緣油使用的觸頭會(huì)出現(xiàn)一種特殊形式的污染薄膜。接觸表面上逐漸形成絕緣的暗色薄膜，它不斷地使個(gè)別的接觸點(diǎn)喪失載流能力，而且導(dǎo)致工作溫度持續(xù)增加。而油浸式真空有載開關(guān)則改進(jìn)了這一方面，其依靠真空管進(jìn)行滅弧，可以很好的防止分接開關(guān)觸頭燒損和絕緣油的碳化，從而減少了分接開關(guān)的故障率，并使油的碳化不再發(fā)生。真空切換技術(shù)的研究和研制開始于70年代末，90年代初用在干式變壓器上的真空開關(guān)形成產(chǎn)業(yè)化，2004年用在油浸式變壓器上的真空開關(guān)初步形成產(chǎn)業(yè)化。至此，油浸式真空有載開關(guān)才開始正式進(jìn)入市場(chǎng)。

2、真空有載分接開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)和不足

真空有載分接開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)：

1） 對(duì)變壓器油的保護(hù)：電弧只在真空管中發(fā)生，這樣可以起到保護(hù)了變壓器油的目的，使變壓器油不會(huì)碳化，延長(zhǎng)了變壓器油的使用年限，從而提高了分接開關(guān)的整體絕緣性能；同時(shí)由于變壓器油不會(huì)出現(xiàn)碳化因?yàn)闊o(wú)需濾油或換油，減少了設(shè)備投資和日常對(duì)分接開關(guān)維護(hù)費(fèi)用；

2）對(duì)變壓器整體絕緣的保護(hù)：由于滅弧時(shí)，分接開關(guān)觸頭之間摩擦?xí)a(chǎn)生細(xì)小的金屬顆粒，普通分接開關(guān)會(huì)任由這些金屬顆粒漂浮在變壓器油中，降低分接開關(guān)的整體絕緣。而真空分接開關(guān)則會(huì)把這些金屬顆粒全部匯聚到真空管下方，從而提高了分接開關(guān)的整體絕緣。

3）分接開關(guān)使用壽命的增長(zhǎng)：把滅弧放到真空管內(nèi)，在旁路觸頭斷開后滅弧觸頭進(jìn)行滅弧，而在運(yùn)行狀態(tài)下則依靠機(jī)械式旁路觸頭進(jìn)行導(dǎo)通，斷開滅弧觸頭。使用這種開斷方式既能保證滅弧的可靠性，又可以延長(zhǎng)真空管的使用壽命。

真空有載分接開關(guān)的缺點(diǎn)：

1）真空管內(nèi)的部件現(xiàn)場(chǎng)難以修復(fù)：由于真空管為密封性結(jié)構(gòu)，其不允許打開修復(fù)，所以當(dāng)真空管內(nèi)部部件出現(xiàn)問題時(shí)必須要更換真空管，這樣會(huì)加大維修費(fèi)用。

2）技術(shù)不成熟：由于真空式分接開關(guān)在油浸式變壓器應(yīng)用時(shí)間較短，技術(shù)還不是很成熟，容易出現(xiàn)各種新問題；而當(dāng)這些問題出現(xiàn)時(shí)又沒有實(shí)例可以進(jìn)行參考，這樣會(huì)提升維修的難度。

3）彈跳較大：相較于油浸式有載分接開關(guān)來(lái)講，真空開關(guān)由于滅弧觸頭在真空管內(nèi)，而真空管體積較小，所以迫使滅弧觸頭的行程只能做的很短，所以對(duì)比而言真空開關(guān)彈跳就比油浸式開關(guān)大。

3、事故分析

3.1.故障的發(fā)現(xiàn)

2011年，某變電站2#主在進(jìn)行投運(yùn)前檢查試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)真空有載分接開關(guān)在從單到雙切換時(shí)，B相波形存在明顯的不同期，其不同期接近7ms，而在雙到單波形正常，切換波形圖如圖所示。

（單到雙所測(cè)波形）

（雙到單所測(cè)波形）

3.2分析判斷

經(jīng)試驗(yàn)人員分析，認(rèn)為該分接開關(guān)切換結(jié)束時(shí)波形存在明顯的下落，應(yīng)為B相觸頭存在抖動(dòng)，內(nèi)部可能松動(dòng)或者存在扭力錯(cuò)位。

在之后試驗(yàn)人員將該有載分接開關(guān)切換波形圖和出廠序號(hào)及相關(guān)資料傳真給了有載開關(guān)生產(chǎn)廠家售后服務(wù)部，請(qǐng)廠家協(xié)助分析解決。生產(chǎn)廠家認(rèn)為該有載開關(guān)沒有問題，有載開關(guān)出廠前經(jīng)過了嚴(yán)格的檢驗(yàn)和開斷試驗(yàn)，而在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中不同的儀器和環(huán)境會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成一定的影響。為做出更準(zhǔn)確的判斷現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員使用另外一臺(tái)測(cè)試儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果和前次相同，由此判斷該主變壓器有載分接開關(guān)一定有隱患存在。并將該主變壓器列為缺陷設(shè)備，做計(jì)劃向卻處理。

3.3查找隱患

為了檢查和消除缺陷，大修和試驗(yàn)人員對(duì)該主變壓器有載分接開關(guān)進(jìn)行吊出檢查，經(jīng)吊罩發(fā)現(xiàn)分解開關(guān)內(nèi)部并無(wú)明顯的故障痕跡，之后試驗(yàn)人員陪同廠家技術(shù)人員取出真空管，發(fā)送廠家進(jìn)行試驗(yàn)。

經(jīng)廠家試驗(yàn)后，返回試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其真空管內(nèi)部出搖頭確存在傾斜，并在分合時(shí)存在明顯抖動(dòng)，故進(jìn)行切斷時(shí)會(huì)有明顯的彈跳。在這次事故中如果不是試驗(yàn)人員堅(jiān)持進(jìn)行這次真空管檢查，那么在以后分解開關(guān)切換過程中，由于機(jī)械振動(dòng)及摩擦很可能使B相真空管內(nèi)滅弧頭脫落，從而造成真空管內(nèi)部扯弧放電，輕則分解開關(guān)短路，主變保護(hù)動(dòng)作，重則真空管爆炸，傷害變壓器內(nèi)部。

3.4消缺處理

經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)后，廠家維護(hù)人員對(duì)B相真空管進(jìn)行了更換，并重新固定安裝，之后試驗(yàn)人員陪同廠家技術(shù)人員對(duì)主變有載開關(guān)進(jìn)行了測(cè)試，而測(cè)試波形恢復(fù)正常。

更換后的切換數(shù)據(jù)

4、結(jié)束語(yǔ)

真空有載開關(guān)依靠其真空滅弧的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)慢慢成為變壓器發(fā)展的一個(gè)方向和趨勢(shì)，但是我們還是可以通過一些試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)真空開關(guān)也存在一些其他變壓器不存在的問題，而作為使用方，我們只有通過不斷的發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，與廠家進(jìn)行不斷的交流、核對(duì)才能使得真空有載分接開關(guān)得到更充足的發(fā)展。而對(duì)電網(wǎng)來(lái)講我們也只有通過不斷的試驗(yàn)、驗(yàn)證結(jié)論才能保證我們的設(shè)備能可靠、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：[1] 王季梅，真空開關(guān)技術(shù)與應(yīng)用，2008.1.1

[2] 趙靜月，變壓器制造工藝，2009.4.1