10kV真空斷路器的使用和維護、故障處理

【摘要】在對10kV真空斷路器的結構及其應用情況進行分析的基礎上，以提高10kV真空斷路器的工作穩定性，結合真空斷路器的實際使用經驗，從真空斷路器的日常維護、故障原因及處理措施兩個方面詳細論述了10kV真空斷路器的使用、維護及故障處理策略，為提高真空斷路器的工作可靠性提供技術參考。

【關鍵詞】真空斷路器的使用；故障處理；運行維護

10kV真空斷路器由于其自身結構較為簡單、機械動作機構使用壽命長，且能夠承受多次的開斷操作，在10kV電網當中得到了廣泛的應用。當前已經取代了其它介質熄弧斷路器。雖然其具有上述優點，且故障率低，但是由于使用廣泛、數量大，因此在應用過程中依然存在著較多數量的10kV真空斷路器出現故障。這時，分析導致10kV真空斷路故障的原因，并針對不同類型故障提出對應的處理策略對保證電網正常工作尤為必要。

1、10kV真空斷路器使用情況

10kV真空斷路器（ZN28-10）內部結構如圖1所示，雖然其具有結構簡單、故障率低的特點而被稱作為免維護設備，但是在使用過程中依然需要維護。尤其是近些年來電網負荷增加，真空斷路器故障發生概率明顯增加，若10kV真空斷路器故障情況嚴重，則將造成大面積的停電事故，影響電網的安全運行。

當前國內大多數的開關設備運行現場環境相對較差，設備極容易受到環境污染的影響。同時，在使用過程中沒有對開關設備進行及時的清理、維護，容易造成設備故障。但是，在真空斷路器的檢修和維護工作中，應用特性測試儀、真空測試儀等設備對斷路器進行測試，能夠將潛在的問題以顯式數據的形式表現出來，提高了真空斷路器的維護水平。處理這些問題的過程中，也積累了一些經驗，做到了綜合性檢修，防患于未然，保證了真空斷路器的安全可靠運行。

2、真空斷路器的運行維護

真空斷路器設備故障率低的一個主要原因是其使用了不需要維修的真空滅弧管作為主體結構，且操作機構行程短，結構簡單，這是使得其故障率低的一個重要原因。但是，除了部分桿上真空負荷開關之外，真空斷路器的相關裝置依然需要在使用過程中予以維護，這樣才能保證其使用效果。

2.1 調整機械動作機構參數

真空斷路器的機械動作機構是設備最為復雜、精度要求最高的部分，對操作機構參數進行合理配置與否將直接影響到真空斷路器的設備使用壽命與技術性能。所以，在日常的使用過程中，要做好機構備件的管理及儲存工作，通過確保所有備品、備件技術性能指標的一致性和通用性保證設備的應用可靠性。

2.2 控制斷路器的操作動作

10kV真空斷路器的開合速度會對斷路器的使用性能產生直接影響。當使用過程中合閘速度較低時，因為預擊穿時間延長，導致觸頭的磨損量增加。加之真空滅弧室通常采用的是銅焊工藝，且經過高溫去氣處理，使得機構的機械強度下降，若在合閘的過程中產生過大的振動，將直接沖擊波紋管，降低波紋管的耐用壽命。因為對應結構的真空斷路器具有對應的最佳合閘速度，可以根據產品說明書的相關要求進行操作。真空斷路器斷路燃弧時間較短，通常要求燃弧時間在15個工頻半波以下，且嚴格要求電流第一次過零時滅弧室具有足夠的絕緣強度，因此一般要求工頻半波內觸頭的行程答案都50%-80%。

3、10kV真空斷路器常見故障及其處理

3.1 故障現象及原因

真空泡是真空斷路器開斷電流并進行滅弧的場所，且真空斷路器自身沒有對應的定量監測裝置，因此真空度降低故障是一種典型的隱性故障，一般難以在檢修過程中發現，其具有較大的危害程度，將嚴重影響到真空斷路器開斷過電流的能力，降低斷路器使用壽命，甚至可能引起爆炸。

導致故障的原因主要是由于真空泡所采用的材料以及生產工藝方不當，導致真空泡自身存在細微的漏點。同時，長時間使用之后導致真空泡出現漏點。

真空斷路器在真空泡內開斷電流并進行滅弧，而真空斷路器本身沒有定性、定量監測真空度特性的裝置，所以真空度降低故障為隱性故障，其危險程度遠遠大于顯性故障，真空度降低將嚴重影響真空斷路器開斷過電流的能力，并導致斷路器的使用壽命急劇下降，嚴重時會引起開關爆炸。

3.2 故障處理策略及預防措施

3.2.1 故障處理策略：在對斷路器進行定期的停電檢修過程中，必須使用真空測試儀對真空泡的真空度進行測試，保證真空泡的真空度達到要求；當發現其真空度下降時，則應該立即更換真空泡，并進行同期、行程、彈跳等相關的特性試驗。

3.2.2 預防措施：首先選用設備時要選擇大型廠家的成熟系列產品，并盡量使用本體與操作機構一體的斷路器設備；其次，運行維護人員在巡視的過程中要關注斷路器真空泡外部是否出現放電現象，并做好同期、行程、彈跳等相關的特性試驗，保證斷路器處于最佳工作狀態。選用本體與操作機構一體的真空斷路器；運行人員巡視時，應注意斷路器真空泡外部是否有放電現象，如存在放電現象，則真空泡的真空度測試結果基本上為不合格，應及時停電更換；檢修人員進行停電檢修工作時，必須進行同期、彈跳、行程、超行程等特性測試，以確保斷路器處于良好的工作狀態。

處理方法：

在進行斷路器定期停電檢修時，必須使用真空測試儀對真空泡進行真空度的定性測試，確保真空泡具有一定的真空度；當真空度降低時，必須更換真空泡，并做好行程、同期、彈跳等特性試驗。

3.3 “跳躍”故障現象及處理策措施

操作機構故障的主要形式即所謂的跳躍現象。真空斷路器采用的是直流操作動作機構，其動作過程中會因為通電后合閘鐵芯不能道道合閘的目標位置，導致軸不能被支架托住而返回，導致斷路器出現分閘故障。這時，因為合閘信號沒有切除，當合閘線圈再次通電之后，鐵芯又開始合閘動作，持續的循環導致動作機構出現連續分合的現象，從而產生了所謂的跳躍現象。

導致跳躍現象的原因及處理措施：

當掣子出現卡澀，或者掣子與環之間的間隙沒有達到通常要求2±0.5 mm距離時會造成鐵芯不能合閘到位的問題。此時，應該將底座卸下，并將鐵芯去除，對鐵芯的頂桿高度進行調整，使掣子與環間間隙達到要求。

合閘線圈因為被輔助開關過早電源而造成動作不到位。此時，應該對輔助開關的拉桿長度進行調整，使得斷路器能夠可靠合閘。

3.4 分、合閘輔助開關故障及處理措施

3.4.1 故障現象

由于ZN28- 10 型真空斷路器分、合閘開關是采用分合閘開關因為采用的F1-11型機械式輔助開關節點是通過機械摩擦的方式實現開、閉的。由于開、合過程中頻率較高，會出現摩擦、松動等問題，從而導致輔助節點的轉換出現準確度不足、拒動作等問題。同時，摩擦過程中由于摩擦節點的氧化腐蝕較為嚴重，導致動、靜接觸不夠精確，使得接觸電阻增加，甚至使得借點出現燒毀、粘接。

3.4.2 故障處理措施

通過使用真空輔助開關，利用真空舌簧管替代機械式觸點，能夠提高斷路器的開合次數，分合過程中沒有出現機械接觸點，操作簡便、靈活，抗干擾性強、適應性強。如圖 2所示，在斷路器分閘過程中，一般常開接點處于閉合位置，壓下跳閘按鈕之后跳閘線圈將啟動，輔助開關的常閉接點則將合閘接觸器串聯于合閘回路當中。

3.5 斷路器拒合

2004年6月10kV阿二線斷路器跳閘后遠方合不上，對回路、合閘線圈、操動機構連桿及輔助接點部件進行檢查找不到原因，然后拆除斷路器之間的傳動推拉桿，操作操動機構合閘到位，所以排除操動機構的任何故障，對傳動推拉桿進行專門檢查，我們把傳動推拉桿連接后進行反復的操作，發現操動機構滾動軸上不去搭鉤頂部，此故障與六級電站的某線路的故障相同，與六站站長溝通，他說在正常是滾子上升高度比搭鉤頂面高1～2毫米時，搭鉤隨著脫離滾子，在彈簧的作用下向右偏動 ，從而頂住滾子，使整個系統維持在合閘狀態。根據上述情況推出結論，使操動機構與斷路器之間的傳動推拉桿有變形情況。

處理辦法： 操動機構與斷路器之間的傳動推拉桿調整螺母延長到4毫米處，進行遠方操作合閘成功，反復幾次合閘后，恢復送電一些正常，至今未發生此情況。