真空斷路器常見故障原因分析及處理

一、真空斷路器工作原理

真空斷路器因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名;其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優(yōu)點，在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為普及。真空斷路器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)真空斷路器在我國近十年來得到了蓬勃的發(fā)展，至今方興未艾。產(chǎn)品從過去的ZN1～ZN5幾個品種發(fā)展到現(xiàn)在數(shù)十多個型號、品種，額定電流達(dá)到5000A，開斷電流達(dá)到50kA的較好水平，并已發(fā)展到電壓達(dá)35kV等級。

真空斷路器是電力系統(tǒng)中主要的開關(guān)設(shè)備。真空斷路器在電力系統(tǒng)中的作用是：當(dāng)電力系統(tǒng)正常運行時，真空斷路器能切斷和接通線路及各種電氣設(shè)備的空栽和負(fù)載電流;當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，真空斷路器和繼電保護(hù)配合，迅速切除故障電流，防止擴(kuò)大事故范圍。

二、真空斷路器主要構(gòu)成

1.支架:安裝斷路器各功能組件的架體。

2..真空滅弧室:是真空斷路器的熄弧元件。

3.導(dǎo)電回路:使滅弧室的動端與靜端連接構(gòu)成的電流通道。

4.傳動機(jī)構(gòu):實現(xiàn)滅弧室的合、分閘操作。

5.絕緣支撐:絕緣支持件將各功能元件，架接起來滿足斷路器的絕緣要求。

6.操動機(jī)構(gòu):是真空斷路器的動力驅(qū)動裝置。真空斷路器對操動機(jī)構(gòu)的基本要求如下:a.要有足夠的合閘輸出功;保證真空斷路器具有關(guān)合短路故障電流的能力。

b.機(jī)構(gòu)的輸出特性盡量與真空斷路器的反力特性相匹配。

c.真空開關(guān)具有足夠的動穩(wěn)定性。

d.要保證在65%~12既分閘電壓下能正常分閘，而在30%額定操作電壓下不得分閘。

e.操作機(jī)構(gòu)應(yīng)具有自由脫扣的功能。

f.具有電動或手動操作功能。

三、真空斷路器的常見故障分析及處理經(jīng)驗

1.真空斷路器真空泡真空度降低

真空斷路器在真空泡內(nèi)開斷電流并進(jìn)行滅弧。由于真空斷路器本身沒有定性、定量監(jiān)測真空度特性的裝置，所以真空度降低，故障不易被發(fā)現(xiàn)，其危險程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它顯性故障。出現(xiàn)真空度降低的主要原因有：真空泡內(nèi)波形管的材質(zhì)或制作工藝存在問題，多次操作后出現(xiàn)漏點;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;分體式真空斷路器在操作時，由于操作連桿的距離比較大，直接影響真空斷路器的同期、彈跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快。真空度降低將嚴(yán)重影響真空斷路器開斷電流的能力和使用壽命，在真空度比較低時還會引起真空斷路器的爆炸，所以在進(jìn)行真空斷斷路器定期檢修時，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;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。

2.真空斷路器合閘失靈

真空斷路器拒絕合閘，有四個方面的原因：線路上有故障;操作不當(dāng);操作、合閘電源問題或電氣二次回路故障;斷路器本體傳動機(jī)構(gòu)和操動機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障。處理斷路器拒絕合閘故障，必須善于區(qū)分故障范圍先判定是否斷路器合于預(yù)伏故障線路上引起跳閘，可從合閘操作時有無短路電流引起的表計指示沖擊擺動及有無照明燈突然變暗，電壓表指示突然下降來判斷。如判明線路有故障，隔離故障區(qū)域后再投斷路器。判明是否屬于操作不當(dāng)，應(yīng)檢查有無裝合閘保險，控制開關(guān)是否復(fù)位過快或未到位以及轉(zhuǎn)換開關(guān)是否位置正確等。檢查操作合閘電源電壓是否過高或過低，檢查操作合閘保險是否熔斷或接觸不良，檢查控制開關(guān)及輔助觸頭是否接觸不良，回路是否斷線或接線錯誤。檢查操動機(jī)構(gòu)是否卡死，輔助觸頭和機(jī)構(gòu)調(diào)整是否不當(dāng)。一般是操作機(jī)構(gòu)連接部件的間隙不合格造成的，需要檢查并更換新的高硬度的合格零件。

3.真空斷路器分閘失靈

根據(jù)故障原因的不同可分為：真空斷路器遠(yuǎn)方遙控操作分閘;但真空斷路器不能斷開。其原因有：分閘操作回路斷線;分閘線圈斷線;操作電源電壓降低;分閘線圈短路，分閘能力降低;分閘頂桿變形，分閘時存在卡澀現(xiàn)象等。如果分閘失靈發(fā)生在事故時，將導(dǎo)致事故的擴(kuò)大。所以運行人員若發(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;檢修人員在停電檢修時應(yīng)注意測量分閘線圈的電阻，檢查分閘頂桿是否變形;如果分閘頂桿的材質(zhì)為銅質(zhì)應(yīng)更換為鋼質(zhì);必須進(jìn)行低電壓分合閘試驗，以保證真空斷路器性能可靠。

4.真空斷路器彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘儲能回路故障

彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘儲能回路故障的現(xiàn)象有：合閘后無法實現(xiàn)分閘操作;儲能電機(jī)運轉(zhuǎn)不停止等。其原因主要是行程開關(guān)安裝位置的偏上或偏下，以及行程開關(guān)是否損壞。在合閘儲能不到位的情況下，若線路發(fā)生事故，而真空斷路器拒分閘，將會導(dǎo)致事故越級，擴(kuò)大事故范圍;如儲能電機(jī)損壞，則真空斷路器無法實現(xiàn)分合閘。運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。如出現(xiàn)上述故障時，應(yīng)調(diào)整行程開關(guān)的位置，實現(xiàn)電機(jī)準(zhǔn)確斷電或更換已損壞的行程開關(guān)。檢修人員在檢修工作結(jié)束后，應(yīng)就地進(jìn)行2次分合閘操作，以確定真空斷路器在良好狀態(tài)。

5.真空斷路器分合閘不同期，彈跳數(shù)值大

此故障為隱性故障，必須通過特性測試儀的測量才能得出有關(guān)數(shù)據(jù)。出現(xiàn)這種故障的原因有：真空斷路器本體機(jī)械性能較差，多次操作后，由于機(jī)械原因?qū)е虏煌冢瑥椞鴶?shù)值偏大;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。如果不同期或彈跳數(shù)值偏大，都會嚴(yán)重影響真空斷路器開斷電流能力，影響真空斷路器的使用壽命。由于分體式真空斷路器存在諸多故障隱患，在更換真空斷路器時應(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。通過對真空斷路器的常見故障分析及處理經(jīng)驗總結(jié)，可以更好的指導(dǎo)動力廠做好真空斷路器運行、維護(hù)、檢修等工作，保證真空斷路器的安全、可靠運行。

6.其它故障

斷路器機(jī)構(gòu)儲能后，儲能電機(jī)不停，此時應(yīng)調(diào)整行程開關(guān)安裝位置，使得搖臂在zhui高位置時能將行程開關(guān)常閉接點打開;斷路器直流電阻增大。此時需要調(diào)整滅弧室觸頭開距和超行程;斷路器合閘彈跳時間增大。可以適當(dāng)增大觸頭彈簧的初壓力或更換觸頭彈簧;若拐臂、軸銷間隙超過0.3mm，可更換拐臂、軸銷;調(diào)整傳動機(jī)構(gòu)，利用機(jī)構(gòu)在合閘位置超過主動臂死點時傳動比很少的特點;將機(jī)構(gòu)向靠近死點方向調(diào)整，可減小觸頭合閘彈跳;斷路器中間箱CT表面對支架放電;斷路器滅弧室不能斷開。通常是由于滅弧室真空度下降，滅弧室內(nèi)絕緣下降，耐壓不合格所造成的。

四、小結(jié)

真空斷路器作為新一代先進(jìn)開關(guān)設(shè)備在逐步得到廣泛應(yīng)用，但隨著其應(yīng)用增多，也不可避免出現(xiàn)缺陷率和故障率升高的現(xiàn)象。目前真空斷路器故障多種多樣，除了本文分析一些常見故障外在日常使用中仍可能發(fā)生一些新問題，為使真空斷路器可靠工作，運行人員應(yīng)加強(qiáng)視強(qiáng)化日常的維護(hù)檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題及時匯報解決。檢修人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行電氣預(yù)防性試驗，嚴(yán)格按規(guī)程要求，確保檢修質(zhì)量，提高設(shè)備健康水平，避免事故發(fā)生。