10kV真空斷路器的使用和維護(hù)、故障處理

【摘要】在對(duì)10kV真空斷路器的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用情況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，以提高10kV真空斷路器的工作穩(wěn)定性，結(jié)合真空斷路器的實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，從真空斷路器的日常維護(hù)、故障原因及處理措施兩個(gè)方面詳細(xì)論述了10kV真空斷路器的使用、維護(hù)及故障處理策略，為提高真空斷路器的工作可靠性提供技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】真空斷路器的使用；故障處理；運(yùn)行維護(hù)

10kV真空斷路器由于其自身結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)使用壽命長(zhǎng)，且能夠承受多次的開斷操作，在10kV電網(wǎng)當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前已經(jīng)取代了其它介質(zhì)熄弧斷路器。雖然其具有上述優(yōu)點(diǎn)，且故障率低，但是由于使用廣泛、數(shù)量大，因此在應(yīng)用過程中依然存在著較多數(shù)量的10kV真空斷路器出現(xiàn)故障。這時(shí)，分析導(dǎo)致10kV真空斷路故障的原因，并針對(duì)不同類型故障提出對(duì)應(yīng)的處理策略對(duì)保證電網(wǎng)正常工作尤為必要。

1、10kV真空斷路器使用情況

10kV真空斷路器（ZN28-10）內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，雖然其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低的特點(diǎn)而被稱作為免維護(hù)設(shè)備，但是在使用過程中依然需要維護(hù)。尤其是近些年來電網(wǎng)負(fù)荷增加，真空斷路器故障發(fā)生概率明顯增加，若10kV真空斷路器故障情況嚴(yán)重，則將造成大面積的停電事故，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)大多數(shù)的開關(guān)設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境相對(duì)較差，設(shè)備極容易受到環(huán)境污染的影響。同時(shí)，在使用過程中沒有對(duì)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的清理、維護(hù)，容易造成設(shè)備故障。但是，在真空斷路器的檢修和維護(hù)工作中，應(yīng)用特性測(cè)試儀、真空測(cè)試儀等設(shè)備對(duì)斷路器進(jìn)行測(cè)試，能夠?qū)撛诘膯栴}以顯式數(shù)據(jù)的形式表現(xiàn)出來，提高了真空斷路器的維護(hù)水平。處理這些問題的過程中，也積累了一些經(jīng)驗(yàn)，做到了綜合性檢修，防患于未然，保證了真空斷路器的安全可靠運(yùn)行。

2、真空斷路器的運(yùn)行維護(hù)

真空斷路器設(shè)備故障率低的一個(gè)主要原因是其使用了不需要維修的真空滅弧管作為主體結(jié)構(gòu)，且操作機(jī)構(gòu)行程短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，這是使得其故障率低的一個(gè)重要原因。但是，除了部分桿上真空負(fù)荷開關(guān)之外，真空斷路器的相關(guān)裝置依然需要在使用過程中予以維護(hù)，這樣才能保證其使用效果。

2.1 調(diào)整機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)參數(shù)

真空斷路器的機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)是設(shè)備最為復(fù)雜、精度要求最高的部分，對(duì)操作機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行合理配置與否將直接影響到真空斷路器的設(shè)備使用壽命與技術(shù)性能。所以，在日常的使用過程中，要做好機(jī)構(gòu)備件的管理及儲(chǔ)存工作，通過確保所有備品、備件技術(shù)性能指標(biāo)的一致性和通用性保證設(shè)備的應(yīng)用可靠性。

2.2 控制斷路器的操作動(dòng)作

10kV真空斷路器的開合速度會(huì)對(duì)斷路器的使用性能產(chǎn)生直接影響。當(dāng)使用過程中合閘速度較低時(shí)，因?yàn)轭A(yù)擊穿時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致觸頭的磨損量增加。加之真空滅弧室通常采用的是銅焊工藝，且經(jīng)過高溫去氣處理，使得機(jī)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度下降，若在合閘的過程中產(chǎn)生過大的振動(dòng)，將直接沖擊波紋管，降低波紋管的耐用壽命。因?yàn)閷?duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的真空斷路器具有對(duì)應(yīng)的最佳合閘速度，可以根據(jù)產(chǎn)品說明書的相關(guān)要求進(jìn)行操作。真空斷路器斷路燃弧時(shí)間較短，通常要求燃弧時(shí)間在15個(gè)工頻半波以下，且嚴(yán)格要求電流第一次過零時(shí)滅弧室具有足夠的絕緣強(qiáng)度，因此一般要求工頻半波內(nèi)觸頭的行程答案都50%-80%。

3、10kV真空斷路器常見故障及其處理

3.1 故障現(xiàn)象及原因

真空泡是真空斷路器開斷電流并進(jìn)行滅弧的場(chǎng)所，且真空斷路器自身沒有對(duì)應(yīng)的定量監(jiān)測(cè)裝置，因此真空度降低故障是一種典型的隱性故障，一般難以在檢修過程中發(fā)現(xiàn)，其具有較大的危害程度，將嚴(yán)重影響到真空斷路器開斷過電流的能力，降低斷路器使用壽命，甚至可能引起爆炸。

導(dǎo)致故障的原因主要是由于真空泡所采用的材料以及生產(chǎn)工藝方不當(dāng)，導(dǎo)致真空泡自身存在細(xì)微的漏點(diǎn)。同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間使用之后導(dǎo)致真空泡出現(xiàn)漏點(diǎn)。

真空斷路器在真空泡內(nèi)開斷電流并進(jìn)行滅弧，而真空斷路器本身沒有定性、定量監(jiān)測(cè)真空度特性的裝置，所以真空度降低故障為隱性故障，其危險(xiǎn)程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顯性故障，真空度降低將嚴(yán)重影響真空斷路器開斷過電流的能力，并導(dǎo)致斷路器的使用壽命急劇下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起開關(guān)爆炸。

3.2 故障處理策略及預(yù)防措施

3.2.1 故障處理策略：在對(duì)斷路器進(jìn)行定期的停電檢修過程中，必須使用真空測(cè)試儀對(duì)真空泡的真空度進(jìn)行測(cè)試，保證真空泡的真空度達(dá)到要求；當(dāng)發(fā)現(xiàn)其真空度下降時(shí)，則應(yīng)該立即更換真空泡，并進(jìn)行同期、行程、彈跳等相關(guān)的特性試驗(yàn)。

3.2.2 預(yù)防措施：首先選用設(shè)備時(shí)要選擇大型廠家的成熟系列產(chǎn)品，并盡量使用本體與操作機(jī)構(gòu)一體的斷路器設(shè)備；其次，運(yùn)行維護(hù)人員在巡視的過程中要關(guān)注斷路器真空泡外部是否出現(xiàn)放電現(xiàn)象，并做好同期、行程、彈跳等相關(guān)的特性試驗(yàn)，保證斷路器處于最佳工作狀態(tài)。選用本體與操作機(jī)構(gòu)一體的真空斷路器；運(yùn)行人員巡視時(shí)，應(yīng)注意斷路器真空泡外部是否有放電現(xiàn)象，如存在放電現(xiàn)象，則真空泡的真空度測(cè)試結(jié)果基本上為不合格，應(yīng)及時(shí)停電更換；檢修人員進(jìn)行停電檢修工作時(shí)，必須進(jìn)行同期、彈跳、行程、超行程等特性測(cè)試，以確保斷路器處于良好的工作狀態(tài)。

處理方法：

在進(jìn)行斷路器定期停電檢修時(shí)，必須使用真空測(cè)試儀對(duì)真空泡進(jìn)行真空度的定性測(cè)試，確保真空泡具有一定的真空度；當(dāng)真空度降低時(shí)，必須更換真空泡，并做好行程、同期、彈跳等特性試驗(yàn)。

3.3 “跳躍”故障現(xiàn)象及處理策措施

操作機(jī)構(gòu)故障的主要形式即所謂的跳躍現(xiàn)象。真空斷路器采用的是直流操作動(dòng)作機(jī)構(gòu)，其動(dòng)作過程中會(huì)因?yàn)橥姾蠛祥l鐵芯不能道道合閘的目標(biāo)位置，導(dǎo)致軸不能被支架托住而返回，導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)分閘故障。這時(shí)，因?yàn)楹祥l信號(hào)沒有切除，當(dāng)合閘線圈再次通電之后，鐵芯又開始合閘動(dòng)作，持續(xù)的循環(huán)導(dǎo)致動(dòng)作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)連續(xù)分合的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生了所謂的跳躍現(xiàn)象。

導(dǎo)致跳躍現(xiàn)象的原因及處理措施：

當(dāng)掣子出現(xiàn)卡澀，或者掣子與環(huán)之間的間隙沒有達(dá)到通常要求2±0.5 mm距離時(shí)會(huì)造成鐵芯不能合閘到位的問題。此時(shí)，應(yīng)該將底座卸下，并將鐵芯去除，對(duì)鐵芯的頂桿高度進(jìn)行調(diào)整，使掣子與環(huán)間間隙達(dá)到要求。

合閘線圈因?yàn)楸惠o助開關(guān)過早電源而造成動(dòng)作不到位。此時(shí)，應(yīng)該對(duì)輔助開關(guān)的拉桿長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，使得斷路器能夠可靠合閘。

3.4 分、合閘輔助開關(guān)故障及處理措施

3.4.1 故障現(xiàn)象

由于ZN28- 10 型真空斷路器分、合閘開關(guān)是采用分合閘開關(guān)因?yàn)椴捎玫腇1-11型機(jī)械式輔助開關(guān)節(jié)點(diǎn)是通過機(jī)械摩擦的方式實(shí)現(xiàn)開、閉的。由于開、合過程中頻率較高，會(huì)出現(xiàn)摩擦、松動(dòng)等問題，從而導(dǎo)致輔助節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換出現(xiàn)準(zhǔn)確度不足、拒動(dòng)作等問題。同時(shí)，摩擦過程中由于摩擦節(jié)點(diǎn)的氧化腐蝕較為嚴(yán)重，導(dǎo)致動(dòng)、靜接觸不夠精確，使得接觸電阻增加，甚至使得借點(diǎn)出現(xiàn)燒毀、粘接。

3.4.2 故障處理措施

通過使用真空輔助開關(guān)，利用真空舌簧管替代機(jī)械式觸點(diǎn)，能夠提高斷路器的開合次數(shù)，分合過程中沒有出現(xiàn)機(jī)械接觸點(diǎn)，操作簡(jiǎn)便、靈活，抗干擾性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)。如圖 2所示，在斷路器分閘過程中，一般常開接點(diǎn)處于閉合位置，壓下跳閘按鈕之后跳閘線圈將啟動(dòng)，輔助開關(guān)的常閉接點(diǎn)則將合閘接觸器串聯(lián)于合閘回路當(dāng)中。

3.5 斷路器拒合

2004年6月10kV阿二線斷路器跳閘后遠(yuǎn)方合不上，對(duì)回路、合閘線圈、操動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿及輔助接點(diǎn)部件進(jìn)行檢查找不到原因，然后拆除斷路器之間的傳動(dòng)推拉桿，操作操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘到位，所以排除操動(dòng)機(jī)構(gòu)的任何故障，對(duì)傳動(dòng)推拉桿進(jìn)行專門檢查，我們把傳動(dòng)推拉桿連接后進(jìn)行反復(fù)的操作，發(fā)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)滾動(dòng)軸上不去搭鉤頂部，此故障與六級(jí)電站的某線路的故障相同，與六站站長(zhǎng)溝通，他說在正常是滾子上升高度比搭鉤頂面高1～2毫米時(shí)，搭鉤隨著脫離滾子，在彈簧的作用下向右偏動(dòng) ，從而頂住滾子，使整個(gè)系統(tǒng)維持在合閘狀態(tài)。根據(jù)上述情況推出結(jié)論，使操動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器之間的傳動(dòng)推拉桿有變形情況。

處理辦法： 操動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器之間的傳動(dòng)推拉桿調(diào)整螺母延長(zhǎng)到4毫米處，進(jìn)行遠(yuǎn)方操作合閘成功，反復(fù)幾次合閘后，恢復(fù)送電一些正常，至今未發(fā)生此情況。