10kV真空斷路器常見故障分析及處理要點

林佳

摘要

本文對10kV真空斷路器使用過程中常見故障進行了分析，并制定了相應的處理要點。本文所制定的處理措施對lOkV真空斷路器常見故障處理提供了借鑒和指導意義。

【關鍵詞】10kV 真空斷路器 故障分析

1 引言

真空斷路器的基本特點是使用高真空介質材料，并且尺寸較小，重量輕，因此此類斷路器設備被廣泛應用于配電網中。從外觀上看來，主要包含觸頭、真空室、操作機構、操作面板、支架及其他部件組成。近年來主要被用于變電站、發電廠等電器設備的控制和保護中。其實物圖如圖l所示。

2 真空斷路器的基本工作原理

2.1 合閘過程

每當真空斷路器的發生合閘動作時，與合閘動作相關的線圈此時會處于通電工作狀態，與此同時合閘的鐵芯會閉合，通過斷路器以及拐臂的相關運動，使得真空室內的動導電桿開始運動，此時斷路器便開始執行合閘動作，從而處于合閘狀態。

2.2 分閘過程

分閘過程和合閘過程在使用過程上是互逆過程，一旦操作機構發生分閘動作，分閘線圈會處于通電狀態，導致分閘鐵芯隨即被合上，因此鎖扣會處于釋放狀態，分閘彈簧模塊此時便開始工作，實現了斷路分離，這便是分閘過程。

2.3 滅弧過程

在斷路器的動靜觸頭上被加工有螺旋槽，在滅弧過程中軸箱上外加一個橫向的磁場，產生磁力。當驅動電弧在工作時，會產生總想磁場，使得電弧發生高速旋轉，從而避免了接觸觸頭產生過熱現象。

10kV真空斷路器在滅弧性能以及其他方面相比較與油開關具有優良的性能。例如，10kV的真空斷路器其滅弧性能比較高、運維和檢修比較方便，并且使用壽命比較長。但是往往在真空斷路器在設計設計過程中存在去葉縣及技術失誤等問題，在具體使用過程中往往出現真空泡及漏氣機構故障等問題，這就使得真空斷路器的正常工作受到影響，從而影響了電廠等場所的正常供電及用電。因此，對真空斷路器常見的故障及其處理方法進行研究具有重大的理論和現實意義。

3 真空斷路器的常見故障分析

3.1 真空斷路器運行故障

3.1.1 發生電動機斷相運行現象

一旦真空斷路器聯通高壓電動機時，斷相運行狀態時常會發生，電動機的缺相運行往往會導致自身發生燒毀現象，從而引起事故發生。分析發生此種現象的根源是由于斷路器觸頭的對位連接方式以及材質柔軟導致的，每當合閘和分閘操作比較頻繁時，觸頭的形變會比較大，從而使得斷路器的超形成改變，對斷路器的正常使用造成影響。

3.1.2 斷路器的分合閘操作失效

首先斷路器的分閘失靈主要故障根源在于操作機構的故障異常和電氣故障，操作機構異常例如分閘鎖扣銷子扣合過量或脫落、分閘鐵芯的形成調控不夠合理;電氣故障例如：輔助開關接觸質量差、分閘線圈斷路等現象。其次斷路器的合閘失靈主要原因和開閘開關失靈原因類似，主要來源于操作機構和電氣部分。操作機構方面原因比如輔助開關行程過大，導致觸片的彎曲變形較大，從而降低了接觸的面積，影響了接觸性能;電氣方面主要表現為合閘線圈斷路，合閘電源的整流模塊合閘電壓達不到標準或發生器件故障等。

3.2 真空度不迭標

由于在實際應用過程中真空度標準不達標，使其在使用過程中出現運行問題。此種問題再真空斷路器實際應用過程中比較常見。造成此種現象的原因較多，首先其對真空度的檢測要求較為復雜，并且監測難度較高，因此在實際監測過程中對于故障問題很難發現。在結構層面，引起真空度標準不達標現象主要有以下幾種：由于連桿的操縱距離比較長，使得斷路器故障特性受到不同程度的影響，引發了真空度下降等現象;在斷路器生產期間真空泡的制造流程及材料存在一定程度的缺陷和不足，引起真空泡內含有許多細微漏電，同時其制造工藝流程及材料不達標，也是引起真空度不達標的因素之一。真空度若達不到標準要求，則會對斷路器中電流的開斷等運行標準造成比較嚴重影響，進而影響其使用年限，更嚴重者還會引起保障等，危害使用者的生命安全。

3.3 絕緣老化

市面上常見的真空斷路器主要是使用復合絕緣方式進行的，此種方式主要是將借助環氧樹脂的方式將滅弧室保護在其中。無法實現對電壓較高的帶點部分實現完全包裹，這就造成了此使得暴露部分對環境要求很高，同時其在工作過程中產生的熱量以及電場應力值也會加速其老化以及絕緣化的進程。

4 真空斷路器故障處理

4.1 真空斷路器運行故障解決

對于真空斷路器的故障解決可以從四個方面入手，詳細情況如圖2所示。

在提升回路可靠性方面，要保證所接線路的可靠性，避免由于重復操作產生的振動或者滑落現象;對于輔助開關，要做好其安裝及防腐工作，避免出現銹蝕及竄動等現象。

在防止銹蝕和臟污方面，在日常運維過程中要做好潤滑工作，對關鍵部位，如軸和銷等，保證期環境的清潔，同時對關鍵部位要做到定時清理和旋轉。

在處理回路故障方面，需要采用萬用表監測二次插頭是否接通。若電路是聯通的，則說明地盤的輔助開關有異常，反之則說明兩者間的二次線出現異常。

4.2 真空度不迭標問題解決

首先要做好真空斷路器的平日巡視和檢查工作，每次巡檢要對真空泡進行全面檢查。檢驗標準一般是以是否仍存在放電現象為標準的，如果存在則說明斷路器的真空度還未到相關標準，必須立即對其更換。此外，在日常巡檢過程中應該采用專業真空度監測設備對斷路器的真空度實際值進行測定，以保證真空度維持在正常范圍內，一旦發現真空度異常，則應立即采取更換措施，并進行相應的安裝及測試工作。

4.3 絕緣故障問題解決

絕緣技術的處理有許多種，對于斷路器的絕緣故障處理主要是采用固封極柱技術來進行處理，其處理過程是借助APG工藝，利用環氧樹脂對斷路器的滅弧室進行封堵;此種封堵方式一方面可以有效組織灰塵和潮氣等進入滅弧室，另一方面還能夠有效降低滅弧室的尺寸，對設備的耐氣候性進行提升。同時還應做好絕緣裝置的壽命管理及預測分析，定期對絕緣設備進行檢測，在具體檢測過程中應該嚴格遵循操作規程要求。

4.4 分合閘故障解決

合閘失靈又稱拒合。造成拒合現象主要可以從兩個方面找原因，一種是機械故障，另一種是電氣故障。若對斷路器重新進行合閘，仍不能解決合閘問題，則需要對斷路器電路部分進行檢查。對于斷路器電氣部分主要檢查條目如表1所示。

若不能檢測到電氣回路相關異常，同時斷路器仍然無法正常運行工作，則可以判定為機械故障。此時應該對斷路器斷電，進入檢修模式，合上地刀，檢查開關的機械部分是否有異常。

斷路器分閘失靈比合閘失靈更加危險，分閘失靈又稱作“拒分”。分閘失靈的主要原因也可以歸結為電氣和機械兩個方面。對于電氣方面的故障，主要表現為接觸不良，線路斷線或燒壞、電壓低于額定值的65%以下等，機械方面的主要原因主要為鐵芯故障和傳動部分的故障等。

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