10?kV斷路器真空滅弧室通用型試驗工具的研制

葉健忠 甄成遠 黎浩賢 利志軍

[摘? ? 要]針對真空滅弧室試驗安裝步驟復雜、效率低，和真空滅弧室種類繁多，需各種不同型號的斷路器配合試驗的問題。文章研制一種通用型，可滿足各型號真空滅弧室試驗的工具，可實現(xiàn)真空滅弧室備品的周期性試驗。其具備安裝靈活、操作簡易、輕型便攜等特點。可顯著提高真空滅弧室故障檢修效率，減少停電時間，提高企業(yè)經(jīng)營效益。

[關鍵詞]真空滅弧室;試驗;工具;通用型

[中圖分類號]TM561.2 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–00–02

Development of Universal Test Tool for Vacuum Interrupter of 10 kV Circuit Breaker

Ye Jian-zhong， Zhen Cheng-yuan， Li Hao-xian， Li Zhi-jun

[Abstract]Aiming at the problems of complex installation steps， low efficiency and wide variety of vacuum interrupters， it is necessary to cooperate with various types of circuit breakers for test. This paper develops a universal tool which can meet the test of various types of vacuum interrupter， and can realize the periodic test of spare parts of vacuum interrupter. It has the characteristics of flexible installation， simple operation， light and portable. It can significantly improve the troubleshooting efficiency of vacuum interrupter， reduce the power failure time and improve the operation efficiency of enterprises.

[Keywords]vacuum interrupter; test; tools; universal type

1 研究背景

10 kV真空斷路器具有開斷容量大、滅弧性能好、機械壽命長、運行維護量小、檢修周期長等優(yōu)點，其在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用。

由于運行條件各異及運行時間到達一定年限后，斷路器真空滅弧室逐漸出現(xiàn)真空度降低、觸頭電阻增大等缺陷而需要更換真空滅弧室。更換真空滅弧室時，需進行交流耐壓、真空度、絕緣電阻、回路電阻等試驗。目前在真空滅弧室試驗存在以下問題：①常規(guī)方法，將滅弧室安裝到斷路器再進行試驗，因部分備品與故障滅弧室為同批次產(chǎn)品，存在備品滅弧室試驗不合格的風險，需反復拆裝，步驟煩瑣，效率低下，嚴重影響搶修復電時間。②即使車間有適用滅弧室備品的定期試驗備用斷路器，但由于滅弧室拆裝工序煩瑣復雜，需要多人配合完成，耗費人力成本。③各廠家的真空滅弧室種類繁多，尺寸各不相同。目前尚未有通用性的斷路器或工具可滿足對所有不同型號備品進行定期的預試驗，最終只能回歸到問題①。

針對上述問題，本文研制一種通用型可滿足各型號真空滅弧室試驗的工具，其具有安裝靈活、操作簡易、輕型便攜等特點。可大大提高真空滅弧室故障檢修效率，減少停電時間，提高企業(yè)經(jīng)營效益。

2 真空滅弧室規(guī)格參數(shù)統(tǒng)計

真空滅弧室的廠家、型號、規(guī)格種類繁多，常見有額定電流范圍為630～6 300 A，其中以額定電流為1 250 A、3 150 A、4 000 A的型號最為常用。綜合統(tǒng)計（國產(chǎn)、合資及進口等）各品牌廠家的滅弧室的開距范圍為8～12 mm，直徑范圍為10.5～14 cm，高度范圍為21.5～30 cm。滅弧室的固定底座有單螺絲固定、四螺絲固定、六螺絲固定3種結構，螺絲規(guī)格為M10、M12。動觸頭頂部與導向桿連接為單螺絲結構，連接螺絲規(guī)格為M10、M12。

滅弧室的閉合壓力對斷路器的電氣及機械性能有重要的影響。滅弧室的工作壓力應滿足以下要求：①能有效抑制合閘彈跳，減少分閘彈振;②滅弧室觸頭閉合時，接觸電阻保持在合格范圍內(nèi);③機械性能滿足額定閉合壓力的要求;④滿足動穩(wěn)定試驗的要求。根據(jù)開斷電流大小得出經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表1。

3 真空滅弧室試驗工具的研制

3.1 試驗工具的設計要求

真空滅弧室的試驗模擬真空滅弧室在實際運行中的開斷和閉合兩種狀態(tài)。試驗工具需滿足以下條件：①能將滅弧室動靜、觸頭拉開至額定開距;②具有符合規(guī)范開斷電流的要求接觸壓力;③工具本身需要足夠的絕緣性能，能滿足承受1 min工頻耐受電壓42 kV的要求（考慮安全裕度耐受電壓為60 kV）;④工具應用足夠的機械強度，在拉、壓的反作用下不發(fā)生形變損壞;⑤具有通用性，可適應不同尺寸、不同安裝方式的要求;⑥安裝靈活，操作簡便;⑦具有方便的試驗接線接口。

3.2 試驗工具的制作

真空滅弧室試驗工具主要由四大部分組成：固定機構、控制機構、試驗接線機構、測量機構（圖1）。試驗工具按適用于常用滅弧室的極限尺寸進行制作。

固定機構：真空滅弧室試驗工具由四根絕緣支撐桿與上下金屬板固定構成主體框架。底板配有四根絕緣支撐腳，對地絕緣。真空滅弧室采用倒裝固定，即固定底座朝上、動觸頭朝下。通過燕尾凹槽固定塊與滅弧室的底座連接（燕尾凹槽固定塊內(nèi)有條形孔，可滿足單孔、四孔及六孔螺孔的固定），頂板配有燕尾凸槽導軌，其中凸槽中間有中心定位孔，通過燕尾凹凸槽配合，可將真空滅弧室固定在試驗工具中心上。

控制機構：控制功能主要由固定在試驗工具底板的剪式升降臺實現(xiàn)，通過棘輪扳手轉(zhuǎn)動升降臺的調(diào)節(jié)螺桿可控制升降臺的升降。①開斷控制：通過快速U形拉鉤將動觸頭連接螺絲與升降臺螺絲連接，升降臺下降時帶動動觸頭向下運動，實現(xiàn)動、靜觸頭分開。②閉合控制：通過調(diào)節(jié)升降臺對動觸頭施加閉合壓力，為防止動觸頭桿受損，配有承壓導電盤固定在動觸頭螺栓孔處。

接線機構：試驗接線導電桿分別位于焊在滅弧室底部燕尾凹槽固定塊和承壓導電盤的兩根導電桿，燕尾凹槽固定塊為銅材質(zhì)，與滅弧室底座有良好的接觸，減小由于滅弧室與工具之間的接觸電阻而造成的誤差，提高測量精度;承壓導電盤中心與動觸頭頂部螺孔連接，平面與動觸頭頂部接觸，也保證了良好的接觸性能。

測量機構：試驗裝置需測量的開距和閉合壓力兩個參數(shù)。剪式升降臺配有行程尺，可根據(jù)行程尺的讀數(shù)差，將滅弧室拉至額定開距。壓力測量方面，在承壓導電盤與升降臺間，接入絕緣板和充電式壓力傳感器，實時顯示閉合壓力（滅弧室的自閉力相對外加壓力較小，可忽略自閉力）。

3.3 試驗工具操作方式

先將滅弧室的底座清潔后，與燕尾凹槽固定塊用內(nèi)六角螺絲連接固定。推進燕尾凸槽中間，定位螺絲固定。分閘操作：動觸頭安裝抗拉螺絲，快速U形拉鉤將動觸頭與升降平臺連接，調(diào)節(jié)升降臺，根據(jù)行程尺刻度，拉至額定開距，進行滅弧室在分斷狀態(tài)開的試驗。合閘操作：拆除動觸頭螺絲和快速U形拉鉤，安裝承壓導電盤、絕緣板、壓力傳感器。調(diào)節(jié)升降臺使閉合壓力達到額定值后，開展閉合狀態(tài)下的試驗（圖2）。

4 現(xiàn)場應用

現(xiàn)場對采用傳統(tǒng)安裝方式與應用工具進行安裝的耗時進行統(tǒng)計，見表2。相對于真空滅弧室傳統(tǒng)的安裝方式（2人、85 min），應用試驗工具（1人、25 min）操作便捷，工作效率得到顯著提升。

5 總結

10 kV斷路器真空滅弧室通用型試驗工具的研制成功，提供了一種新的真空滅弧室試驗方法，顯著提高應急搶修的工作效率，減少停電時間，提高供電可靠性。而試驗工具的通用性，滿足各廠家不同型號真空滅弧室的試驗，為真空滅弧室的定期試驗提供條件，可應用于全國各變電站，具有良好的推廣應用前景。

參考文獻

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