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綜述真空斷路器存在的問題處理及預(yù)防措施
摘要：本文針對真空斷路器在運(yùn)行、檢修中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析。并提出了處理方法和預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞：檢修 故障 預(yù)防 處理
1 斷路器的工作原理
真空斷路器利用真空中電流過零點(diǎn)時，等離子體迅速擴(kuò)散而熄滅電弧，達(dá)到切斷電流的目的。真空滅弧室是真空斷路器的主要部件，開關(guān)壽命長短決定于觸頭的磨損和滅弧室真空度，真空度是真空斷路器的重要技術(shù)指標(biāo)。
2 斷路器真空泡真空度降低
2.1 原因分析
2.1.1 真空泡的材質(zhì)或制作工藝存在問題，真空泡本身存在微小漏點(diǎn)。
2.1.2 真空泡內(nèi)波形管的材質(zhì)或制作裝配工藝存在問題，隨著真空滅弧室使用時間的增長和開斷次數(shù)的增多，其真空度逐步下降，下降到一定程度將會影響其開斷能力和耐壓水平。
2.1.3 分體式真空斷路器，如使用電磁式操作機(jī)構(gòu)的真空斷路器，在操作時，由于操作連桿的傳動距離比較大，直接影響開關(guān)的同期、彈跳、超行程等機(jī)械特性，使真空度降低的速度加快。
2.2 故障危害 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。
2.3 處理方法 ①在進(jìn)行斷路器定期停電檢修時，必須使用真空測試儀對真空泡進(jìn)行真空度的定性測試，確保真空泡具有一定的真空度(真空度不能低于6.6×10-2Pa，制造廠新生產(chǎn)的真空滅弧室要求達(dá)到7.5×10-4Pa以下)。②當(dāng)真空度降低時，必須更換真空泡，并做好行程、同期、彈跳等特性試驗。③做好極限開斷電流值的統(tǒng)計。在日常運(yùn)行中，應(yīng)對真空斷路器的正常開斷操作和短路開斷隋況進(jìn)行記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)極限開斷電流值Σl，達(dá)到廠家給出的極限值時，應(yīng)更換真空滅弧室。
Σ1=n1Ir+n2Ik；
式中：n1—正常開斷次數(shù)；
Ir—廠家提供的斷路器額定工作電流；
n2—短路開斷次數(shù)；
Ik—l0kV母線最大開斷電流。
2.4 預(yù)防措施 ①當(dāng)前真空斷路器型號繁雜、生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品質(zhì)量分散性大，有的真空斷路器無備品、備件，給維護(hù)與檢修造成了一定的難度，所以，選用真空斷路器時，應(yīng)該選用質(zhì)量信譽(yù)良好的廠家生產(chǎn)的成熟產(chǎn)品。②選用本體與操作機(jī)構(gòu)一體的真空斷路器。③運(yùn)行人員應(yīng)定期對真空斷路器進(jìn)行認(rèn)真嚴(yán)格的巡視，應(yīng)注意斷路器真空泡外部是否有放電現(xiàn)象；特別是玻璃外殼真空泡，應(yīng)對其內(nèi)部表面顏色和開斷電流時弧光的顏色進(jìn)行目測判斷，當(dāng)內(nèi)部表面顏色變暗或開斷電流時弧光的顏色為暗紅色時，真空泡的真空度基本上為不合格，應(yīng)及時停電更換。④檢修人員進(jìn)行停電檢修工作時，必須進(jìn)行斷路器同期、彈跳、行程、超行程、回路電阻等特性測試，以確保斷路器處于良好的工作狀態(tài)。⑤在現(xiàn)場檢驗滅弧室是否合格的最簡便的方法是對滅弧室進(jìn)行42kV的工頻耐壓試驗。
3 真空斷路器分閘失靈
3.1 故障現(xiàn)象 ①斷路器遠(yuǎn)方遙控不能分閘；②就地手動不能分閘；③外部回路或設(shè)備故障時繼電保護(hù)動作，但斷路器不能分閘。
3.2 原因分析 ①分閘操作回路斷線；②分閘線圈斷線；③操作電源電壓降低；④分閘線圈電阻增加，分閘動能降低；⑤分閘頂桿變形，分閘時存在頂桿卡澀、不靈活現(xiàn)象，分閘動力降低；⑥分閘頂桿變形嚴(yán)重，分閘時卡死；⑦分閘頂桿動作，但不能可靠地打開分閘壓板。
3.3 故障危害 斷路器分閘失靈，會導(dǎo)致事故越級，擴(kuò)大事故范圍。
3.4 處理方法 ①檢查分閘回路是否斷線；②檢查分閘線圈是否斷線；③測量分閘線圈電阻值是否合格；④檢查分閘頂桿是否變形；⑤檢查操作電壓是否正常；⑥改銅質(zhì)分閘頂桿為鋼質(zhì)，以避免頂桿變形；⑦調(diào)整分閘頂桿及鐵芯的長度，保證動作可靠；⑧分閘線圈固定架應(yīng)保證緊固，防止鐵芯動作時分閘線圈固定架也隨之上下竄動。
3.5 預(yù)防措施 ①運(yùn)行人員若發(fā)現(xiàn)分合閘指示燈不亮。應(yīng)及時檢查分合閘回路是否斷線；②檢修人員在停電檢修時，應(yīng)注意測量分閘線圈的電阻，并檢查分閘線圈固定架螺絲是否緊固；③檢查分閘頂桿是否變形；④如果分閘頂桿的材質(zhì)為銅質(zhì)應(yīng)更換為鋼質(zhì)；⑤必須進(jìn)行低電壓分合閘試驗，以保證斷路器性能可靠。
4 彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘儲能回路故障
4.1 故障現(xiàn)象 ①合閘后無法實現(xiàn)分閘操作；②儲能電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不停IE，甚至導(dǎo)致電機(jī)線圈過拱損壞。
4.2 原因分析 ①行程開關(guān)安裝位置偏下，致使合閘彈簧尚未儲能完畢，行程開關(guān)觸點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)換完畢，切斷了電機(jī)電源，彈簧所儲能量不夠分閘操作；②行程開關(guān)安裝位置偏上，致使合閘彈簧儲能完畢后，行程開關(guān)觸點(diǎn)還沒有得到及時轉(zhuǎn)換，儲能電機(jī)仍處于工作狀態(tài)；(3)行程開關(guān)或其接點(diǎn)損壞，儲能電機(jī)不能停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.3 故障危害 在合閘儲能不到位的情況下，若線路發(fā)生事故，斷路器不能分閘，將會導(dǎo)致事故越級，擴(kuò)大事故范圍。
4.4 處理方法 ①調(diào)整行程開關(guān)位置，實現(xiàn)電機(jī)準(zhǔn)確斷電；②檢修時應(yīng)注意行程開關(guān)的動作情況，如行程開關(guān)損壞，應(yīng)及時更換。
4.5 預(yù)防措施 運(yùn)行人員在倒閘操作時，應(yīng)注意觀察合閘儲能指示燈，以判斷合閘儲能情況；檢修人員在檢修工作結(jié)束后，應(yīng)就地進(jìn)行幾次分合閘操作試驗，以確定斷路器處于良好狀態(tài)。
5 分合閘不同期、彈跳數(shù)值大
5.1 原因分析 ①斷路器本體機(jī)械性能較差，多次操作后，由于機(jī)械原因?qū)е虏煌凇椞鴶?shù)值偏大；②分體式斷路器由于操作桿距離較大，分閘力傳到觸頭時，各相之間存在偏差，導(dǎo)致不同期、彈跳數(shù)值偏大；③合閘沖擊剛性過大，致使動觸頭發(fā)生軸向反彈；④動觸桿導(dǎo)向不良，晃動過大；⑤觸頭平面與中心軸垂直度不好，碰合時產(chǎn)生橫向滑動等。
5.2 故障危害 如果不同期或彈跳大，會嚴(yán)重影響真空斷路器開斷過電流的能力，影響斷路器的壽命，嚴(yán)重時能引起斷路器爆炸。
5.3 處理方法 ①在保證行程、超行程的前提下，通過調(diào)整三相絕緣拉桿的長度使同期、彈跳測試數(shù)據(jù)在合格范圍內(nèi)；②提高配件的加工精度，使絕緣支座與軸、換向器與鋼銷、軸等緊密配合，減小空程間隙；③加強(qiáng)裝配工藝質(zhì)量控制，提高裝配工藝質(zhì)量。在真空斷路器裝配過程中，注意安裝合理，不使真空滅弧室受到額外的力；④調(diào)整導(dǎo)向管的位置，使滅弧室動觸頭的運(yùn)動軌跡通過滅弧室的軸心，真空滅弧室動觸頭活動自如，無任何卡澀現(xiàn)象；⑤適度加大觸頭超程彈簧預(yù)壓力。
通過采取以上措施，可以有效地控制真空斷路器合閘彈跳。如果通過調(diào)整無法實現(xiàn)，則必須更換數(shù)據(jù)不合格相的真空泡，并重新調(diào)整到數(shù)據(jù)合格。
5.4 預(yù)防措施 由于分體式真空斷路器存在諸多故障隱患，在更換斷路器時應(yīng)使用一體式真空斷路器；定期檢修工作時必須使用特性測試儀進(jìn)行有關(guān)特性測試，及時發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題。
6 運(yùn)行維護(hù)與檢修試驗
加強(qiáng)對10kV真空斷路器的維護(hù)非常必要，維護(hù)中應(yīng)做好以下幾個方面的工作：
6.1 在檢修維護(hù)試驗中，要測試開關(guān)的導(dǎo)電回路電阻、開關(guān)的機(jī)械特性、斷口間的工頻耐壓試驗，真空度試驗，試驗數(shù)據(jù)要滿足廠家規(guī)定。斷口間的工頻耐壓試驗、真空度檢驗是檢驗真空管是否漏氣的有效方法。
6.2 在保護(hù)定檢時，應(yīng)對斷路器做跳合閘試驗，以檢驗開關(guān)在有故障時，斷路器動作是否可靠。
6.3 對斷路器機(jī)構(gòu)、傳動軸等傳動部位應(yīng)注入一些潤滑油，對緊固件要進(jìn)行緊固確認(rèn)等，以確保斷路器傳動靈活。
6.4 開展真空度的測試工作。真空滅弧室真空度的測定主要有以下幾種方法：
6.4.1 觀察法 如果真空滅弧室的外殼是玻璃的，則可根據(jù)涂在玻璃內(nèi)壁表面上的鋇吸氣劑薄膜顏色的變化來判斷真空度：真空度良好時，吸氣劑薄膜呈鏡面狀態(tài)；真空度變差時，吸氣劑薄膜呈乳白色。這種用肉眼觀察真空度的方法不太準(zhǔn)確，只能作為參考。
6.4.2 工頻耐壓法 將真空斷路器置于分閘狀態(tài)下，在真空滅弧室的觸頭間加工頻電壓來判定真空度。如果真空滅弧室能耐受工頻電壓10秒以上，可認(rèn)為真空度滿足要求。如果隨著電壓升高，電流也增大，且超過5A，則認(rèn)為真空度不合格。這種方法簡單易行，現(xiàn)場使用方便。
6.4.3 磁控放電法 磁控真空度測試儀通常在觸頭之間施加一次或數(shù)次高壓脈沖，脈沖寬度為數(shù)十到上百毫秒，磁場線圈中則通以同步脈沖電流，產(chǎn)生與高壓同步的脈沖磁場來測量真空度。
對于真空度不滿足要求，已接近或低于國家標(biāo)準(zhǔn)6.6×10-2Pa時，應(yīng)及時進(jìn)行真空滅弧室的更換，對于真空度有較大幅度降低，但仍在合格范圍內(nèi)的真空斷路器，應(yīng)適當(dāng)縮短測試周期，并結(jié)合歷次測量情況進(jìn)行分析，判斷真空度下降的趨勢，據(jù)此決定真空斷路器是否繼續(xù)進(jìn)行。
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