10kv真空斷路器故障分析及處理意見(jiàn)

　　目前在10KV 及以下電壓等級配電網(wǎng)絡(luò )中，真空斷路器已基本取代油斷路器。真空斷路器具有適合頻繁操作、零件數少、檢修維護工作量小、電壽命長(cháng)、防燃、防爆、運行可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但在使用過(guò)程中也應注意預防故障。本文對常見(jiàn)的故障與原因進(jìn)行了分析，提出了處理意見(jiàn)。

　　近年來(lái)，真空開(kāi)關(guān)發(fā)現缺陷和發(fā)生事故的次數有所增多，主要表現為真空泡慢性、漏氣機構卡阻等方面，這就要求切實(shí)加強真空開(kāi)關(guān)在選型、安裝、運行、檢修等方面的全過(guò)程質(zhì)量管理工作。真空斷路器主要由真空滅弧室、操作機構及支撐部分組成。其滅弧原理是：在真空中由于氣體分子的平均自由行程很大，氣體不容易產(chǎn)生游離，真空的絕緣強度比大氣的絕緣強度要高的多。當開(kāi)關(guān)分閘時(shí)，觸頭間產(chǎn)生電弧。觸頭表面在高溫下?lián)]發(fā)出金屬蒸氣，由于觸頭設計為特殊形式，在電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生一磁場(chǎng)，電弧在此磁力的作用下沿觸頭表面切線(xiàn)方向快速運動(dòng)，在屏蔽罩上凝結了部分金屬蒸氣，電弧在自然過(guò)零時(shí)就熄滅了，觸頭間的介質(zhì)強度又迅速恢復起來(lái)。真空斷路器的常見(jiàn)故障較多，這里真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)選取真空滅弧室的漏氣、絕緣故障進(jìn)行分析。

一、真空滅弧室的漏氣問(wèn)題

1、故障現象與原因

　　真空斷路器是以在真空中熄弧為特點(diǎn)，但不是在任何真空度下都可以，而是在某一定真空度范圍內才具有良好的絕緣和滅弧性能。真空開(kāi)關(guān)中的內部真空度通常在6.5×10-1.3×10 Pa 范圍內。真空滅弧室的不同、動(dòng)靜觸頭結構的不同、屏蔽罩的封接不同、殼體材料的不同、波紋管材質(zhì)和加工方法的不同等，都會(huì )影響真空滅弧室的性能。我國的真空技術(shù)已能保證真空開(kāi)關(guān)需要的真空度，而且封接技術(shù)可保證不漏氣，保持真空度。真空斷路器的電壽命由真空滅弧室的電壽命決定。高壓真空斷路器應用或保管環(huán)境的污穢等級、濕度、鹽霧等選擇不夠合適，有害氣體、凝露造成波紋管點(diǎn)狀腐蝕，可導致波紋管和蓋板及封接面的漏氣。隨著(zhù)真空滅弧室使用時(shí)間的增長(cháng)和開(kāi)斷次數增多，其真空度也可逐步下降，下降到一定程度將會(huì )影響它的開(kāi)斷能力和耐壓水平。真空斷路器的觸頭多為對接式結構，在分合操作中可能產(chǎn)生不同程度的反彈現象，不論分閘反彈還是合閘反彈都會(huì )給運行帶來(lái)危害。分合閘時(shí)的沖擊速度及沖擊力較大發(fā)生彈跳都可能產(chǎn)生觸頭和導電桿的變形，甚至產(chǎn)生裂紋。反彈可能導致波紋管經(jīng)受強迫振動(dòng)可能產(chǎn)生裂紋，使滅弧室漏氣。真空斷路器在真空泡內開(kāi)斷電流并進(jìn)行滅弧，而真空斷路器本身沒(méi)有定性、定量監測真空度特性的裝置，所以真空度降低故障為隱性故障，其危險程度遠遠大于顯性故障。真空度降低將嚴重影響真空斷路器開(kāi)斷過(guò)電流的能力，并導致斷路器的使用壽命急劇下降，嚴重時(shí)會(huì )引起開(kāi)關(guān)爆炸。

2、故障處理

　　保證高壓真空斷路器超行程、觸頭行程在規定范圍，合理的選擇使用和儲存環(huán)境，是解決真空滅弧室漏氣問(wèn)題的重要措施。真空斷路器在安裝或檢修時(shí)，除了要嚴格地按照產(chǎn)品安裝說(shuō)明書(shū)中要求調整測量觸頭超行程。真空滅弧室的觸頭接觸面在經(jīng)過(guò)多次開(kāi)斷電流后會(huì )逐漸被電磨損，觸頭行程增大，也就相當波紋管的工作行程增大，波紋管的壽命會(huì )迅速下降，通常允許觸頭電磨損最大值為3mm 左右當累計磨損值達到或超過(guò)此值，真空滅弧室的開(kāi)斷性能和導電性能都會(huì )下降，真空滅弧室的使用壽命已到。

　　為了能夠較準確地控制每個(gè)真空滅弧室觸頭的電磨損值，必須從滅弧室開(kāi)始安裝使用時(shí)起，每次預防性試驗或維護時(shí)，就準確地測量開(kāi)距和超行程并進(jìn)行比較，當觸頭磨損后累計減小值就是觸頭累計電磨損值。新斷路器在投運前應測量分、合閘速度，因為它不僅可以建立原始技術(shù)資料，同時(shí)也可以及時(shí)發(fā)現產(chǎn)品質(zhì)量上的一些問(wèn)題，以便及時(shí)采取措施。當真空度降低時(shí)，必須更換真空泡或更換真空斷路器，并做好行程、同期、彈跳等特性試驗。

二、絕緣故障

1、故障現象與原因

　　真空斷路器之所以如此輝煌，這與真空斷路器技術(shù)的不斷進(jìn)步是分不開(kāi)的。固封極注技術(shù)，就是真空斷路器技術(shù)巨大進(jìn)步的體現。真空斷路器的極柱絕緣經(jīng)歷了空氣絕緣- 復合絕緣- 固封絕緣。這就形成了三代真空斷路器。在第一代空氣絕緣中，帶電部分完全裸露在空氣中，它的絕緣水平隨著(zhù)空氣中的濕度、灰塵以及運輸過(guò)程的磕碰而變化，并易受小動(dòng)物等異物的影響。在第二代復合絕緣中，將滅弧室保護在環(huán)氧樹(shù)脂套筒內。但這種套筒沒(méi)有完全把高壓帶電部分包起來(lái)，里面還會(huì )灰塵、潮氣、昆蟲(chóng)等影響。第三代絕緣也就是固封極柱，通過(guò)APG 工藝，利用環(huán)氧樹(shù)脂將滅弧室及上下出線(xiàn)端全部包封。這樣做不僅縮小了滅弧室尺寸，而且徹底不受外界環(huán)境(灰塵、潮氣等)的影響，提高了耐氣候性，此時(shí)環(huán)氧樹(shù)脂不僅作為一次部分的主絕緣，而又是它的機械支撐，其電場(chǎng)分布和應力分布優(yōu)于各種形狀的絕緣隔板結構。

　　目前，真空開(kāi)關(guān)的使用狀況是三代真空斷路器共存。其中，由于第三代固封極柱真空斷路器的極柱固封技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，在國外也只有極少制造公司掌握這種技術(shù)。2003 年，我國同時(shí)研制出兩種固封極柱真空斷路器：VEP 型和VSM型。第三代固封極柱真空斷路器在市場(chǎng)的占有量還有限，大部分真空斷路器是第二代復合絕緣，受外界環(huán)境影響較大。運行中產(chǎn)生的熱量和電場(chǎng)應力都會(huì )使絕緣產(chǎn)生老化。絕緣故障在真空開(kāi)關(guān)設備中仍居多，其威脅是不言而喻。

2、故障預防與處理

　　絕緣事故的預防主要從以下方面著(zhù)手，一是從選擇真空斷路器時(shí)就考慮使用環(huán)境和平時(shí)維護檢修的條件，選擇質(zhì)量可靠的產(chǎn)品。二是在安裝、調試、檢修過(guò)程中工裝工藝到位，防止操作過(guò)程中機構運動(dòng)對絕緣體的外力破壞。三是在運行時(shí)的環(huán)境得到充分保證減少灰塵、潮氣等對設備的影響。減小維護周期，定期對開(kāi)關(guān)的絕緣部分包括絕緣拉桿進(jìn)行必要的清掃和外觀(guān)檢查。四是定期按規程規范對絕緣進(jìn)行檢測。另外，加強絕緣壽命預測對減少絕緣事故有著(zhù)重要的意義。一旦發(fā)生絕緣事故，其處理遵循找準事故原因采取相應對策的原則，對損壞的絕緣器件進(jìn)行更換，并進(jìn)行絕緣試驗。

三、一些建議

　　在現場(chǎng)運行管理中，應重視運行巡視、操作檢查到位，運行人員借以巡視檢查判斷的有效技術(shù)措施應予以進(jìn)一步完善�？偨Y以上典型故障形式，應做好以下工作

　　1、斷路器分閘操作后，運行人員應認真檢查本體和機構分合閘指示器，條件允許時(shí)應檢查拐臂、傳動(dòng)桿的位置，確認斷路器分閘到位。

　　2、斷路器分閘操作后，檢查饋電線(xiàn)路的電流表、功率表、計量表以及相關(guān)的電流回路也可作為判斷是否帶電的輔助措施。

　　3、完善開(kāi)關(guān)小車(chē)示溫貼片的設置和檢查制度�？稍鲈O開(kāi)關(guān)極柱上接線(xiàn)端子處(打開(kāi)防塵罩后可見(jiàn))的示溫貼片。并結合停電進(jìn)行檢查，發(fā)現異常及時(shí)處理。

　　真空斷路器的故障多種多樣，運行人員應加強運行巡視，強化日常的維護檢測，在操作中注意觀(guān)察有無(wú)異�，F象，發(fā)現隱患后及時(shí)消除缺陷，嚴格執行電氣設備預防性試驗規程要求，保證檢修到位，確保修試質(zhì)量，提高設備健康水平，絕不能對運行中的真空斷路器掉以輕心，避免事故發(fā)生。