真空有載分接開關的優缺點和一例事故的分析

王璽 羅強

前言：隨著電網的持續發展，設備的更新換代，油浸式真空有載分接開關已經逐步走進入了電力行業。真空有載分接開關是依靠真空管來進行滅弧，用真空管代替了油浸式分接開關的電弧觸頭，使熄弧發生在真空管內，從而起到保護分接開關絕緣油和整體絕緣的目的。但是由于真空分解開關最為一個新興產物，還需要進行改進和創新。

關鍵詞：油浸式真空有載分接開關；真空管

1、引言：依靠絕緣油進行滅弧的分接開關中，絕緣油使用的觸頭會出現一種特殊形式的污染薄膜。接觸表面上逐漸形成絕緣的暗色薄膜，它不斷地使個別的接觸點喪失載流能力，而且導致工作溫度持續增加。而油浸式真空有載開關則改進了這一方面，其依靠真空管進行滅弧，可以很好的防止分接開關觸頭燒損和絕緣油的碳化，從而減少了分接開關的故障率，并使油的碳化不再發生。真空切換技術的研究和研制開始于70年代末，90年代初用在干式變壓器上的真空開關形成產業化，2004年用在油浸式變壓器上的真空開關初步形成產業化。至此，油浸式真空有載開關才開始正式進入市場。

2、真空有載分接開關的優點和不足

真空有載分接開關的優點：

1） 對變壓器油的保護：電弧只在真空管中發生，這樣可以起到保護了變壓器油的目的，使變壓器油不會碳化，延長了變壓器油的使用年限，從而提高了分接開關的整體絕緣性能；同時由于變壓器油不會出現碳化因為無需濾油或換油，減少了設備投資和日常對分接開關維護費用；

2）對變壓器整體絕緣的保護：由于滅弧時，分接開關觸頭之間摩擦會產生細小的金屬顆粒，普通分接開關會任由這些金屬顆粒漂浮在變壓器油中，降低分接開關的整體絕緣。而真空分接開關則會把這些金屬顆粒全部匯聚到真空管下方，從而提高了分接開關的整體絕緣。

3）分接開關使用壽命的增長：把滅弧放到真空管內，在旁路觸頭斷開后滅弧觸頭進行滅弧，而在運行狀態下則依靠機械式旁路觸頭進行導通，斷開滅弧觸頭。使用這種開斷方式既能保證滅弧的可靠性，又可以延長真空管的使用壽命。

真空有載分接開關的缺點：

1）真空管內的部件現場難以修復：由于真空管為密封性結構，其不允許打開修復，所以當真空管內部部件出現問題時必須要更換真空管，這樣會加大維修費用。

2）技術不成熟：由于真空式分接開關在油浸式變壓器應用時間較短，技術還不是很成熟，容易出現各種新問題；而當這些問題出現時又沒有實例可以進行參考，這樣會提升維修的難度。

3）彈跳較大：相較于油浸式有載分接開關來講，真空開關由于滅弧觸頭在真空管內，而真空管體積較小，所以迫使滅弧觸頭的行程只能做的很短，所以對比而言真空開關彈跳就比油浸式開關大。

3、事故分析

3.1.故障的發現

2011年，某變電站2#主在進行投運前檢查試驗時發現當真空有載分接開關在從單到雙切換時，B相波形存在明顯的不同期，其不同期接近7ms，而在雙到單波形正常，切換波形圖如圖所示。

（單到雙所測波形）

（雙到單所測波形）

3.2分析判斷

經試驗人員分析，認為該分接開關切換結束時波形存在明顯的下落，應為B相觸頭存在抖動，內部可能松動或者存在扭力錯位。

在之后試驗人員將該有載分接開關切換波形圖和出廠序號及相關資料傳真給了有載開關生產廠家售后服務部，請廠家協助分析解決。生產廠家認為該有載開關沒有問題，有載開關出廠前經過了嚴格的檢驗和開斷試驗，而在現場試驗中不同的儀器和環境會對測試結果造成一定的影響。為做出更準確的判斷現場試驗人員使用另外一臺測試儀對其進行測試，測試結果和前次相同，由此判斷該主變壓器有載分接開關一定有隱患存在。并將該主變壓器列為缺陷設備，做計劃向卻處理。

3.3查找隱患

為了檢查和消除缺陷，大修和試驗人員對該主變壓器有載分接開關進行吊出檢查，經吊罩發現分解開關內部并無明顯的故障痕跡，之后試驗人員陪同廠家技術人員取出真空管，發送廠家進行試驗。

經廠家試驗后，返回試驗數據，其真空管內部出搖頭確存在傾斜，并在分合時存在明顯抖動，故進行切斷時會有明顯的彈跳。在這次事故中如果不是試驗人員堅持進行這次真空管檢查，那么在以后分解開關切換過程中，由于機械振動及摩擦很可能使B相真空管內滅弧頭脫落，從而造成真空管內部扯弧放電，輕則分解開關短路，主變保護動作，重則真空管爆炸，傷害變壓器內部。

3.4消缺處理

經試驗確認后，廠家維護人員對B相真空管進行了更換，并重新固定安裝，之后試驗人員陪同廠家技術人員對主變有載開關進行了測試，而測試波形恢復正常。

更換后的切換數據

4、結束語

真空有載開關依靠其真空滅弧的優點已經慢慢成為變壓器發展的一個方向和趨勢，但是我們還是可以通過一些試驗發現真空開關也存在一些其他變壓器不存在的問題，而作為使用方，我們只有通過不斷的發現問題，提出問題，與廠家進行不斷的交流、核對才能使得真空有載分接開關得到更充足的發展。而對電網來講我們也只有通過不斷的試驗、驗證結論才能保證我們的設備能可靠、安全、穩定的運行。

參考文獻：[1] 王季梅，真空開關技術與應用，2008.1.1

[2] 趙靜月，變壓器制造工藝，2009.4.1