真空断路器存在的问题及预防措施袁成斌

真空断路器存在的问题及预防措施袁成斌

(国网宁夏电力公司检修公司宁夏银川市750011)

摘要:高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。在正常运行中用于接通高压电路和断开负载,在发生事故的情况下用于切断故障电流。它的工作状态及绝缘状况如何,直接影响电力系统的安全可靠运行。本文将针对真空断路器的常见结构和真空断路器中的常见故障以及运行维护措施进行简要分析。

关键词:真空断路器;问题;预防措施

1真空断路器的常见结构

1.1真空断路器的结构原理

真空灭弧室的结构很象一个大型的真空电子管,外壳有玻璃和陶瓷两种构造,动触头的密封靠金属波纹管,在允许的弹性变形范围内伸缩,有足够高的机械寿命。在动、静触头的外周,装设了悬浮电位的金属屏蔽罩,它起冷凝吸收金属蒸汽、均匀电场分布、保护外壳等表面绝缘作用。

真空断路器的灭弧原理与其他种类断路器灭弧原理不同,其他断路器主要利用灭弧介质来达到熄灭电弧的目的。真空断路器是利用真空阻止电弧重燃来达到灭弧的目的。在真空条件下(一般指10~4至10~7Torr),真空间隙的绝缘强度很高,电弧很容易熄灭。因此,电流过零后能否重燃取决于弧隙介质强度的恢复。若恢复了,则能有效的阻止电弧的重燃,否则,电弧会继续燃烧直到下一个过零点,才有可能熄弧。

1.2真空断路器特性参数

三相不同期:指开关三相分(合)闸时间的最大及最小值的差值。

弹跳时间:指开关的动静触头在合闸过程中发生的所有接触,分离(即弹跳)的累计时间值(即第一次接触到完全接触的时间)。

分闸时间:处于合闸位置的断路器,从分闸脱扣带电时刻到所有各极触头分离时刻的时间间隔。

合闸时间:处于分闸位置的断路器,从合闸回路带电时刻到所有极的触头都接触时刻的时间间隔。

开距:指开关从分状态开始到动触头与静触头刚接触的这一段距离。

真空度:作为衡量真空水平的一种有效数据,从其本质上来说是一定空间内的真空压强值的体现,空间内气体含量越低其压强越小,则真空度越好,对于真空开关来说其使用性能、开断能力等主要指标水平越高。

绝缘电阻:一般是合闸状态,三相用保险丝绕在一起测对地绝缘,分闸状态下,断口进线侧用保险丝绕在一起,出线侧用保险丝绕在一起测断口绝缘。

2真空断路器中的常见故障

2.1分合闸同期性不一,合闸弹跳时间过长

为了保证10kV真空断路器的正常运行,就应该在运行当中进行相应的机械性能定期测试,并且需要对每一台断路器进行测定,以保证我国的10kV真空断路器能够符合使用要求。在进行测定的时候,主要是使用特定的方式对断路器的各种性能的时间进行测定,主要是三相分合闸时间、合闸的弹跳时间以及不同期时间,只有保证这几项性质的时间控制在合理的范围内,就可以很好地保证整个设备满足规定的需求。如果测定的结果中出现时间不合格,那么将会严重影响10kV真空断路器的使用寿命,严重的情况还会引起爆炸,因此,要重视这种测定,防止故障发生。通过分析可以清楚地知道,10kV真空断路器出现故障的原因主要有以下几点:第一点就是设备本身的性能过差从而影响断路器的使用效率;第二点就是由于使用10kV真空断路器的企业没有规范地安装,导致一部分装置的性能受到影响,最终使得设备出现故障;第三点就是组成10kV真空断路器的材料质量不过关,影响整体的效益;第四点是指10kV真空断路器中的合闸接触平面和真空断路器中心轴之间所存在的垂直度没有满足规范要求,以至于出现横向滑动的情况,这样一来就会影响整个设备的使用效率。

2.2合闸控制回路故障

在10kV真空断路器运行一段时间后,可能会出现开关柜在工作位置或试验/隔离位置的指示灯熄灭的情况,造成这种现象的原因一般是真空断路器的控制回路存在问题。比如在VS1型的10kV真空断路器的底盘上有2个辅助开关S8和S9,它们与真空断路器的闭锁回路连接,当发生运行故障时,会导致与其连接的闭锁回路也产生相应的问题,造成闭锁电磁铁无法打开,最终引发合闸控制回路不通故障。处理上述问题时,可用万用表对真空断路器底盘上的辅助开关进行检查,通过检测相应的二次插头能否接通来判断底盘辅助开关S8和S9的运行状况。

3真空断路器的检修维护

3.1真空断路器的相关参数调试

要测试的相关参数包括开距和超行程。超行程是指真空气泡可移动触头从打开位置移动到合闸位置后的第一个接触弹簧被压缩的位移。开距是指断路器打开时,真空泡中两个触头之间距离,开距对断路器性能的影响巨大。测试开距的方法是,选择真空泡触头某位置为A点,该断路器外部机构另一个位置B点,测量断路器分、合闸后A点到B点的变化就是开距。如果断路器触头开距低于标准,可以调整导电动杆的长度或旋转真空泡外壳;行程距离过大时,可以通过松螺纹解决。采用打开垫或橡胶塞的真空断路器,可采取改变垫的厚度调整开口距离的大小。超程的测量是:测量连接弹簧的接触点在分闸位置的长度减去触点在合闸位置的长度。超程可以反映弹簧磨损量的变化。超行程会对分合闸的时间长短产生较大影响,所以每次维护必须做好超行程的测量并做好记录,它应该与之前的标准相比,不应该有任何显著变化。调整行程通常改变断路器的绝缘连接头或移动导电螺纹杆来实现。

3.2检测真空断路器分合闸时间

取决于断路器的关闭速度,分为制造商设计和制造的一般设置,用户不作调整。通过调整弹簧来改变关闭速度。动力弹簧制动更具弹性,断裂速度快,但关闭速度慢;弹簧力小,制动速度慢,但关闭速度快。对于弹簧的操作机构,在弹簧的固定前调整其长度,可以改变其关闭速度。对于电磁作动器,可以调节上轮和上轮的距离来改变关闭速度。在操作机构或真空更换后,一般重新设置开关速度。

3.3真空断路器操动机构的检修

某单位一条10kV线路速断跳闸,几次抢修,均发现真空断路器拒动,导致35kV某变电站开关发生数次动作。经检查,该断路器型号为ZW18-12型真空断路器,操动机构为CT23-S型手动操作机构,涌流控制器型号TC-32系列产品。经模拟测试,发现造成此障碍的主要原因,是断路器的涌流控制器响应速度与故障电流形成前的电流有关,故不能可靠地将延时统一,从而无法可靠隔离事故。当进行断路器年度维护时,需要对其操作机构进行保养。该操作机构一般用干净的润滑油进行润滑,使其更加平滑,减少磨损并尽快更换磨损严重的部位;检查所有固件,防止松动,使得合闸时不封闭,分闸不会反弹,操作灵敏,没有卡顿,配合牢靠。年度维修时还要对真空断路器的直流电阻和合闸接触器线圈和分闸线圈绝缘电阻行检测,正常温度下不低于10MΩ,并与设备厂测试值时应该是没有显著变化。另外,还要测试合闸接触器线圈,分闸线圈的最低工作电压,其值应大于额定直流工作电压的30%,小于额定直流电压的65%,预防低压时直流系统拒绝动作,高于额定电压时误动作,从而导致直流接地系统故障。检查断路器不同电压是否能正常动作,检查操作电路是否可靠运行,有没有机械卡阻现象。

4运行维护与检修试验

加强对10kV真空断路器的维护非常必要,维护中需要注意的有以下这些方面:在检修维护试验中可以采用比较合理有效的断口间的工频耐压试验、真空度检验来检测真空管有没有出现漏气这样的情况;在保护定检时,为了保证断路器运行良好,需要对断路器做跳合闸试验并避免开关出现故障;为确保断路器传动灵活,务必要对断路器机构、传动轴等传动部位适当的涂抹润滑油并检查紧固件是否紧固等。

4结论

综上所述,真空断路器操作过程中出现的问题是多样的,所以,要具体问题具体分析。只有找出问题所在,才能够正常开展维修工作,以保障供电系统的良好运作,减少因设备故障造成的经济损失。

参考文献:

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[2]彭发东,施纪栋,喇元,等.220kV变电站35kV侧真空断路器开断并联电抗器过电压保护方案研究[J].能源工程,2013(06):976-978.

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