10-VPR-40型真空斷路器常見故障的原因分析及處理

肖楊

(廣東粵華發(fā)電有限公司 ，廣東 廣州 510730)

1 、概述

真空斷路器是由絕緣強度很高的真空作為滅弧介質(zhì)的斷路器，其觸頭是在密封的真空腔內(nèi)分、合電路，觸頭切斷電流時，僅有金屬蒸汽離子形成的電弧，因為金屬蒸汽離子的擴散及再復(fù)合過程非常迅速，從而能迅速滅弧，恢復(fù)真空度，經(jīng)受多次分、合閘而不降低開斷能力。與油斷路器相比，真空斷路器滅弧性能好，運行可靠，故障率低，檢修維護工作量小，正逐步取代油斷路器而被廣泛采用。

2 、10-VPR-40型真空斷路器的機構(gòu)工作原理

10-VPR-40型真空斷路器機構(gòu)主要由：儲能機構(gòu)、鎖定機構(gòu)、分閘彈簧、斷路器主軸、緩沖器及控制裝置組成、智能操控顯示裝置、保護裝置、接地刀機構(gòu)、小車安全閉鎖裝置。其工作原理：為儲能、合閘、分閘。

3 、10-VPR-40型真空斷路器常見故障分析及處理

3.1 不儲能

3.1.1 直流電機不轉(zhuǎn)動

（1）原因分析：儲能電氣回路見圖1，從圖中可見，儲能回路中合閘聯(lián)動微動開關(guān)的常閉觸點S10、S11及儲能狀態(tài)指示開關(guān)S21、S22、位置開關(guān)SW、YW，接觸不良，將造成儲能電機的兩端電壓過低直至無電壓，使電機無法轉(zhuǎn)動或小車插頭X01/1和X01/2因直流電機電流過大，插頭燒壞此兩組，造成儲能回路接觸不良，直流電機M無電壓或電壓過低，使得斷路器拒合；另外碳刷與換向器接觸不良、繞組燒壞等將會直接造成電機不轉(zhuǎn)動。

（2）處理：電機不轉(zhuǎn)動；發(fā)現(xiàn)此類故障后，將斷路器一、二次回路電源全部切斷，用萬用表測量儲能回路（見圖1）中微動開關(guān)的常閉觸點S10、S11及儲能狀態(tài)指示開關(guān)S21、S22、位置開關(guān)SW、YW和小車插頭X01/1和X01/2，，如直阻較大，將會造成儲能電機的兩端電壓過低直至無電壓，使電機無法轉(zhuǎn)動，故應(yīng)對微動開關(guān)進行清洗或更換。

3.1.2 電機轉(zhuǎn)動不停而彈簧儲不上能

（1）原因分析：此故障發(fā)生在儲能機構(gòu)；儲能電機轉(zhuǎn)動時，通過蝸輪、蝸桿帶動軸套轉(zhuǎn)動，軸套上裝一軸銷，軸銷上面裝有一只棘爪，棘爪通過儲能軸右端的缺口來帶動儲能軸轉(zhuǎn)動，從而使儲能彈簧儲能。在實際工作中,此類故障多數(shù)是由于棘爪的壓緊彈簧疲勞、折斷、脫落造成的；電機轉(zhuǎn)動時,棘爪與凸輪上的缺口接觸處由于以上原因?qū)⒊霈F(xiàn)打滑現(xiàn)象,造成儲能軸不轉(zhuǎn)動,彈簧儲不上能。

（2）處理：發(fā)生此類故障后，首先檢查棘爪的壓緊彈簧是否疲勞、折斷或脫落。若損壞，可用專用工具對其進行更換；若壓緊彈簧正常，可用手動搖把搖動儲能機構(gòu)，看軸套是否轉(zhuǎn)動；若軸套不轉(zhuǎn)動，則為減速箱內(nèi)的蝸輪、蝸桿等部件故障，應(yīng)更換減速箱；若軸套轉(zhuǎn)動，則搖動25圈，看棘爪是否進入凸輪缺口，棘爪與缺口的接觸是否良好，然后繼續(xù)搖動，看棘爪與缺口之間是否打滑，如接觸不良而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，應(yīng)更換棘爪。

3.2 合閘失敗

3.2.1 原因分析

合閘成功的關(guān)鍵在于合閘電磁鐵能否可靠地釋放合閘彈簧的能量及分閘掣子能否將分閘滾子可靠地鎖住，為此原因分析如下：(1)控制回路故障：合閘電氣回路見圖2；從圖中可見，手車聯(lián)動微動開關(guān)S12的常開觸點接觸不良、防跳繼電器K1的常閉觸點接觸不良，斷路器輔助開在S1的常閉觸點接觸不良，儲能狀態(tài)聯(lián)鎖指示開關(guān)S3的常閉觸點接觸不良或小車插頭X01/23、X01/12和X01/13因合閘電流過大，插頭燒壞此兩組，造成合閘回路接觸不良，及跳閘電磁鐵鐵芯卡澀回歸不到位和保護裝置動作后未復(fù)歸，都可能造成合閘電磁鐵Y9的線圈無電壓或電壓過低或造成合閘機構(gòu)合閘后立刻跳閘，使斷路器拒合。(2)合閘電磁鐵燒壞、脫落或卡澀，將直接造成斷路器合閘機構(gòu)不動作。(3)合閘滾子和合閘掣子由于長期的摩擦，表面難免有凹凸現(xiàn)象，這樣就使得合閘滾子和合閘掣子脫離時的摩擦力增大。(4)分閘掣子或分閘滾子表面在磨損量過大，或分閘掣子位置調(diào)整不當，使分閘滾子和分閘掣子間的扣入深度減少。(5)分閘掣子組件的回轉(zhuǎn)彈簧疲勞或回轉(zhuǎn)軸卡澀。

3.2.2 處理

打開機構(gòu)箱面板，手動釋放合、分閘彈簧的能量：⑴檢查圖2中手動連鎖閉鎖微動開關(guān)S12的常開觸點、防跳躍繼電器K1的常閉觸點、輔助開關(guān)S1的常閉觸點、儲能狀態(tài)指示聯(lián)鎖限制開關(guān)S3常開觸點接觸是否良好，如有接觸不良現(xiàn)象，應(yīng)對儲能狀態(tài)指示聯(lián)鎖限制開關(guān)、手動連鎖閉鎖微動開關(guān)、防跳躍繼電器K1、小車插頭觸點等進行清洗檢查、處理和更換。(2)檢查機構(gòu)箱內(nèi)三角形杠桿上的滾針軸承(合閘滾輪)是否損壞，如損壞則進行更換。(3)檢查合閘電磁鐵：①用萬用表測合閘電磁鐵線圈的直阻，如直阻偏離正常值過大，則應(yīng)更換合閘電磁鐵；②檢查合閘電磁鐵有無松動和脫落現(xiàn)象；③檢查合閘電磁鐵和跳閘電磁鐵的動鐵芯有無卡澀現(xiàn)象，如有則將分、合閘電磁鐵拆下，抽出動鐵芯，用酒精擦洗電磁鐵內(nèi)部和動鐵芯上的污跡，然后看看動鐵芯端部有無彎曲現(xiàn)象，如彎曲則對其進行校正或更換新的分、合閘電磁鐵。(4)檢查合閘滾子及合閘掣子的表面有無裂痕及凹凸現(xiàn)象，合閘滾子轉(zhuǎn)動時有無卡澀和偏心現(xiàn)象。(5)檢查分閘掣子和分閘滾子，用撬棍輕輕撬動斷路器主軸至合閘位置。檢查分閘掣子與分閘滾子的扣入深度是否在1/2～3/5的全碰面范圍之間，分閘掣子的位置是通過位于其上部的調(diào)節(jié)螺絲來調(diào)整的，旋進則扣入深度減少，旋出則扣入深度增加。(6)檢查分閘掣子組件。看回轉(zhuǎn)軸是否卡澀；如不卡澀可考慮分閘掣子組件的回轉(zhuǎn)彈簧疲勞，更換回轉(zhuǎn)彈簧。注意：經(jīng)以上處理后，必須對該斷路器進行低電壓試驗，合格后方能投入運行。

3.3 拒分

圖2

圖3

3.3.1 原因分析

分閘成功的關(guān)鍵在于分閘電磁鐵能否成功地釋放分閘彈簧的能量，為此分析如下：(1)控制回路故障：分閘電氣回路見圖3，從圖中可見輔助開關(guān)S1的常開觸點接觸不良，使分閘線圈Y1上無電壓或電壓過低，及小車插頭觸頭X01/35～X01/34～X01/36接觸不良造成斷路器拒分。(2)分閘電磁鐵卡澀、脫落、燒壞等，造成斷路器拒分。(3)分閘滾子和分閘掣子的表面有凹凸現(xiàn)象，使二者分離時的摩擦力增大，造成分閘電磁鐵帶電保持而分閘機構(gòu)拒動。(4)分閘滾子及分閘掣子轉(zhuǎn)動軸因缺油或灰塵等原因而轉(zhuǎn)動困難，造成分閘電磁鐵帶電保持而分閘機構(gòu)拒動。

3.3.2 處理

打開機構(gòu)箱面板，手動釋放分閘彈簧能量。⑴檢查分閘回路中輔助開關(guān)S1的常開觸點接觸是否良好，如接觸不良，應(yīng)對其進行清洗或更換。(2)檢查分閘電磁鐵：①用萬用表測分閘電磁鐵線圈Y1的直阻，如燒壞則更換分閘電磁鐵；②檢查分閘電磁鐵有無松動和脫落現(xiàn)象，并對其固定螺絲進行緊固；③檢查分閘電磁鐵的動鐵芯有無卡澀現(xiàn)象。(3)檢查分閘滾子及分閘掣子組件。對表面有凹凸現(xiàn)象及裂痕的部件進行更換，對分閘滾子及分閘掣子轉(zhuǎn)動軸進行清洗、加油。(4)做低電壓試驗。

3.4 導(dǎo)電回路直阻超標

3.4.1 原因分析。該型斷路器導(dǎo)電回路直阻出廠標準為25μΩ，檢修標準為30μΩ。運行中的直阻超標的主要問題在真空泡上部的接觸面，因其與上出線端之間僅有一顆固定螺栓，操作時產(chǎn)生的振動極易造成螺栓松動；次要原因為導(dǎo)電夾固定螺絲松動及觸頭拐臂與上、下出線端的接觸面氧化，從而使接觸電阻增大，最終造成導(dǎo)電回路直阻超標。

3.4.2 處理。對真空泡上部的固定螺栓及導(dǎo)電夾固定螺絲進行緊固，如直阻仍然超標，則應(yīng)懷疑觸頭拐臂與上、下出線端的接觸面氧化，這時可將觸頭拐臂拆下，用金相砂紙將氧化層除去后，重新緊固即可。

3.5 智能操控裝置的狀態(tài)顯示不正常

3.5.1 原因分析。智能操控裝置在運行、停止、實驗位置過程中有可能會出現(xiàn)斷路器狀態(tài)顯示錯誤和操作錯誤。⑴斷路器合閘運行：合閘狀態(tài)及其他位置狀態(tài)顯示正常但三相高壓帶電顯示二極管不亮。故障分析為：①高壓感應(yīng)器損壞。②高壓帶電顯示二極管損壞。③斷路器未合閘但運行狀態(tài)顯示合閘。④控制回路斷線。⑵斷路器合閘運行或分閘停止、接地刀分合、工作位、實驗位、儲能狀態(tài)等經(jīng)常出現(xiàn)智能操控裝置無顯示或狀態(tài)無變化與實際狀態(tài)不符。分析原因為：①斷路器微動開關(guān)S1、儲能狀態(tài)指示開關(guān)、位置開關(guān)SW和YW、接地刀輔助開關(guān)等卡澀或接觸不良造成智能操控裝置無顯示或狀態(tài)無變化。②狀態(tài)顯示回路故障或相應(yīng)回路斷線造成智能操控裝置無顯示或狀態(tài)無變化。③智能操控裝置顯示故障。分析為發(fā)光二極管損壞或造成智能操控裝置顯示模塊損壞。

3.5.2 智能操控裝置故障處理

⑴斷路器高壓帶電指示故障處理。用萬用表分別測量智能操控裝置ZXC的9、10、11、12端子電壓。(2)智能操控裝置ZXC的斷路器合閘運行或分閘停止、接地刀分合、工作位、實驗位、儲能狀態(tài)等狀態(tài)不正常故障處理：①清洗和調(diào)整或更換儲能微動開關(guān)及斷路器輔助開關(guān)S1、接地刀開關(guān)、位置開關(guān)等，并調(diào)整開關(guān)機構(gòu)使得狀態(tài)能夠正常反饋和顯示出來。②更換智能操控裝置或更換其中的顯示板和模塊處理板，使得智能操控裝置正常顯示斷路器相應(yīng)的狀態(tài)。

[1]李利,徐建源.真空斷路器的同步關(guān)合控制.全國電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會(CTEE'2001)論文集,2001.

[2]陳曉寧,馬志瀛,蘇方春.超高壓智能操作斷路器智能控制單元的研究.電網(wǎng)技術(shù),2000,5.