VS1手車式真空斷路器觸頭故障原因分析與預防

王 濤

(棗莊礦業(yè)(集團)有限責任公司供電工程處,山東省薛城市,277000)

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VS1手車式真空斷路器觸頭故障原因分析與預防

王 濤

(棗莊礦業(yè)(集團)有限責任公司供電工程處,山東省薛城市,277000)

針對煤焦化企業(yè)供電系統(tǒng)中VS1手車式真空斷路器觸頭發(fā)熱損壞現(xiàn)象,分析了VS1手車式真空斷路器在特殊運行環(huán)境下觸頭發(fā)熱損壞原因,從VS1手車式真空斷路器產(chǎn)品制造、開關設備生產(chǎn)和管理維護3個層面提出了預防性措施來解決VS1手車式真空斷路器觸頭發(fā)熱損壞的現(xiàn)象。

真空斷路器觸頭 發(fā)熱 導電膏 鍍銀厚度 檢修

1 引言

某電氣開關廠生產(chǎn)的KYN28A-12型鎧裝中置式金屬封閉開關裝置配套了手車式VS1-12-1250A/31.5KA真空斷路器,該設備在多數(shù)企業(yè)使用一直正常,但在某煤焦化工企業(yè)使用過程中, VS1-12-1250A/31.5KA真空斷路器出現(xiàn)了斷路器手車動靜觸頭發(fā)熱損壞現(xiàn)象。為此,本文對VS1手車式真空斷路器觸頭發(fā)熱損壞原因進行了分析并采取了預防性措施。

某煤焦化工企業(yè)甲醇區(qū)一主變電所(1#)擔負甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)供電,為雙母線結線方式,開關柜選用KYN28A-12型鎧裝中置式金屬封閉開關裝置,饋電斷路器均為手車式VS1-12-1250A/ 31.5KA型。另一變電所(2#)為雙回路電源,分別引自1#變電所兩段母線,正常運行方式為一用一備,負荷電流為600～700 A。

最初由1#變電所的一段母線向2#變電所供電(二段作備用),正常運行20天,期間最高負荷電流為700 A,無故障跳閘,無正常分合閘操作。因1#變電所一段母線相比二段(備用段)母線負荷大,故將對2#變電所的供電由一段母線調(diào)整為二段母線。調(diào)整后,原向2#變電所饋電的開關柜處于備用狀態(tài),柜內(nèi)手車式真空斷路器為試驗位置,靜、動觸頭完全脫離。手車式真空斷路器的動、靜觸頭的位置及配合關系見圖1。

圖1 斷路器手車位置示意圖

系統(tǒng)運行過程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一段母線饋線單元發(fā)熱,經(jīng)停電檢查,發(fā)現(xiàn)斷路器動、靜觸頭有燒蝕現(xiàn)象,觸臂、絕緣套管嚴重變形。

2 真空斷路器觸頭發(fā)熱原因分析

2.1 真空斷路器觸頭發(fā)熱可能原因

根據(jù)事故現(xiàn)狀描述,初步判定有5種可能造成本次事故發(fā)生:

(1)靜觸頭跟母線盒之間的連接松動,造成接觸電阻過大。

(2)動、靜觸頭配合不好,動觸頭彈簧壓力不夠,造成動、靜觸頭間接觸電阻過大。

(3)動、靜觸頭表面因環(huán)境中腐蝕氣體的氧化,形成氧化膜,造成動、靜觸頭間接觸電阻過大。

(4)斷路器滅弧室內(nèi)的真空度降低,絕緣下降,使斷路器主觸頭接觸不良,造成溫度過高,熱傳導至觸臂絕緣套筒及手車動、靜觸頭。

(5)斷路器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量不合格。2.2 真空斷路器觸頭發(fā)熱原因確定

針對以上可能原因,在拆除靜觸頭之前,對各靜觸頭進行了緊固試驗,發(fā)現(xiàn)所有靜觸頭跟母線盒間的連接緊固、無松動。拆除靜觸頭后,對母線盒進行檢查,無爬電、過熱或燒灼痕跡。故將第一種可能原因排除。

針對第二、三、四種可能原因,對燒損后的斷路器進行了測試,試驗數(shù)據(jù)見表1和表2。

表1 絕緣耐壓試驗表μΩ

表2 斷路器合閘后相接觸電阻μΩ

而國家標準規(guī)定值為:不含靜觸頭,主回路電阻小于或等于45μΩ;含靜觸頭,主回路電阻小于或等于100μΩ。

從表1和表2中的數(shù)據(jù)可以看出,斷路器的絕緣性能良好,故將第四種可能原因排除。通過表2中數(shù)據(jù)可以看出,燒損后的斷路器的動、靜觸頭間的接觸電阻遠遠超過標準規(guī)定值,由此可以判定,第二、三、五種原因都有可能是造成該類事故的主要原因。

2.3 真空斷路器觸頭發(fā)熱原因分析

(1)通常斷路器生產(chǎn)廠家為增強斷路器動、靜觸頭間的導電能力及耐腐蝕性,均對動、靜觸頭進行鍍銀處理。而鍍銀的厚度國家標準沒有標定,正常厚度經(jīng)驗設定為9μm,保證了40HB鍍銀層硬度條件下,動、靜觸頭接觸良好,且不易使動、靜觸頭磨損過快。而斷路器生產(chǎn)廠家為使降低生產(chǎn)成本,通常將鍍銀厚度縮減為3～4μm,鍍銀厚度的縮減,會造成動、靜觸頭間的接觸不夠良好,使接觸電阻值接近規(guī)定的標準值上限。

(2)由于該斷路器的使用環(huán)境較為惡劣,空氣中含有硫、苯、甲醇等腐蝕性氣體,對導電體的腐蝕較為嚴重,在動、靜觸頭分開的情況下,動、靜觸頭表面各自形成氧化膜,使動、靜觸頭間接觸電阻過大,造成發(fā)熱。而溫度的升高,使動觸頭的緊固壓力彈簧退火,壓力減小,更進一步加大動、靜觸頭接觸電阻,導致斷路器燒損。

3 解決真空斷路器觸頭發(fā)熱的技術措施

(1)嚴把真空斷路器訂貨關口,在配套真空斷路器時,要求生產(chǎn)廠家保證斷路器動、靜觸頭鍍銀層的厚度,并提供檢測報告。

(2)開關設備制造前采取預防性措施,一是斷路器進廠后進行檢測檢驗,另外對斷路器動、靜觸頭及引出線的連接處涂抹導電膏,在加強導電效果的同時,加強聯(lián)接部位的潤滑和發(fā)熱點的降溫作用。

(3)加強開關設備使用過程中的管理維護工作,定期進行檢查和測試。尤其是對于工作環(huán)境濕度大、有一定污染的空氣環(huán)境,制定嚴格的檢查檢修標準和周期,采取必要的設備故障診斷技術來檢測開關設備的故障。

(責任編輯 張艷華)

Causes of contactor fa ilure on VS1 mobile circuit breaker and ways of prevention

Wang Tao
(Power Supply Division,ZaozhuangMining Group,xuecheng,Shandong province 277011,China)

To dealwith the contactor failure as a result of overheating on VS1 mobile circuit breaker,the causes of overheating under special operating conditions are analyzed,and preventives measures in the aspects of breaker andswitch manufacturing,management and maintenanceare proposed.

vacuum circuit breaker contactor,overheating,conductive paste,Ag-coating thickness,maintenance

TD611.3

B

王濤(1975-),男,1994年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學自動化工程系,工程師,現(xiàn)在棗莊礦業(yè)集團公司供電工程處從事開關設備研發(fā)設計工作。