探討10kV真空斷路器的運行及維護

王志紅

【摘 要】本文對10kV真空斷路器的運行現狀進行分析，并提出幾點有效的維護措施，以供讀者參考。

【關鍵詞】10kV真空斷路器；運行；維護

真空斷路器有免維護設備的稱號，但是這一稱號并不意味著真空斷路器的維修率為零，只是相對其他斷路器而言較少而已，近年來，隨著真空斷路器的應用容易廣泛，其故障的發生率也就隨之增加，繼而影響了電網運行的穩定性和安全性，對此，筆者將展開以下探究。

一、真空斷路器的結構

真空斷路器的生產廠家比較多，型號也較繁雜。按使用條件分為戶內和戶外兩種類型。主要由框架部分、滅弧室部分和操動機構部分組成。

1、斷路器本體結構

斷路器本體部分由導電回路、絕緣系統、密封件和殼體組成。整體結構為三相共箱式。其中導電回路由進出線導電桿、進出線絕緣支座、導電夾、軟連接與真空滅弧室連接而成。

2、操作機構

此機構為電動儲能、電動分合閘，同時具有手動功能。整個結構由合閘彈簧、儲能系統、過流脫扣器、分合閘線圈、手動分合閘系統、輔助開關和儲能指示等部件組成。

二、真空斷路器的特性

1、真空的絕緣特性

真空具有很強的絕緣特性，在真空斷路器中，氣體非常稀薄，氣體分子的自由行程相對較大，發生相互碰撞的幾率很小，因此，碰撞游離不是真空間隙擊穿的主要原因，而在高強電場作用下由電極析出的金屬質點才是引起絕緣破壞的主要因素。

真空間隙中的絕緣強度不僅與間隙的大小，電場的均勻程度有關，而且受電極材料的性質及表面狀況的影響較大。電極材料對擊穿電壓的影響主要表現在材料的機械強度（抗拉強度）和金屬材料的熔點上。抗拉強度和熔點越高，電極在真空下的絕緣強度越高。

2、真空中電弧的形成與熄滅

真空電弧和我們以前學習的氣體電弧放電現象有很大的差別，氣體的游離現象不是產生電弧的主要因素，真空電弧放電是在觸頭電極蒸發出來的金屬蒸汽中形成的。同時，開斷電流的大小不同，電弧表現的特點也不同。我們一般把它分為小電流真空電弧和大電流真空電弧。

（1）小電流真空電弧

觸頭在真空中開斷時，產生電流和能量十分集聚的陰極斑點，從陰極斑點上大量地蒸發金屬蒸汽，其中的金屬原子和帶電質點的密度都很高，電弧就在其中燃燒。同時，弧柱內的金屬蒸汽和帶電質點不斷地向外擴散，電極也不斷的蒸發新的質點來補充。在電流過零時，電弧的能量減小，電極的溫度下降，蒸發作用減少，弧柱內的質點密度降低，最后，在過零時陰極斑消失，電弧熄滅。有時，蒸發作用不能維持弧柱的擴散速度，電弧突然熄滅，發生截流現象。

（2）大電流真空電弧

對于大電流真空電弧，觸頭間的磁場分布就對電弧的穩定性和熄弧性能有決定性的影響。如果電流太大，超過了極限開斷電流，就會造成開斷失敗。此時，觸頭發熱嚴重，電流過零以后仍然蒸發，介質恢復困難，不能斷開電流。

三、真空斷路器的運行、維護

1、真空斷路器維修、檢查方式

真空斷路器的維修、檢查方式有：巡視檢查、定期檢查和臨時檢查，其中臨時檢查為主要的維修、檢查方式。這三種維修、檢查方式的具體情況如下：①巡視檢查。在對整套設備進行巡視檢查時，對外部監視處于停用狀態下的真空斷路器進行檢查，看其是否存在異常情況。②定期檢查。為了保證真空斷路器的正常運行，應穩妥地接通、開斷負荷電流，充分發揮合閘送電職能，開斷故障電流，并且定期檢修真空斷路器。根據檢修內容，檢修可分為小修、大修兩類。③臨時檢修。在出現以下情況時，要對有必要進行檢修的部位臨時進行檢修，比如在通常運行狀態下認為有異常現象，在巡視檢查、定期檢查中發現有異常現象，開斷過幾次事故電源，完成了規定次數的開斷負荷電流和無負荷的分合閘，出現各種惡劣環境造成嚴重污穢的情況，執行超過額定值條件的操作或以其他不合理的方法使用。

2、真空斷路器維護、檢查周期

檢查周期往往根據真空斷路器開斷電流大小，使用狀態，分、合閘頻度的不同而不同，不同廠家生產的產品其檢查周期也不同。但通常情況下可以遵循以下檢查、維護原則：如果真空斷路器在比較惡劣的環境下使用，其檢查周期往往要短于一般環境的檢查周期。另外，對于分、合閘頻度比較高的真空斷路器，必須由分、合閘次數決定檢查周期。對真空斷路器而言，其運行、維護的內容主要有真空滅弧室、高壓帶電部分和操作機構等方面的維護。在檢查ZW32-12真空斷路器時，操作人員在安裝斷路器前應先對其外觀進行檢查，檢查產品絕緣套管是否有損傷，分、合指示，儲能指示是否有漏裝現象。真空斷路器在運行前，還必須對其各操作元件的額定電壓、額定電流進行觀察。此外，還要對真空斷路器進行定期小檢，主要檢查其動作是否正確。

四、真空斷路器常見的故障處理

1、真空度較低故障的處理

真空斷路器是利用真空的高介質強度進行滅弧，真空度必須要大于0.0133Pa才能保證其正常運行。因此，應對其承受耐壓的情況進行檢查，檢查其真空度是否符合標準，并注意其屏蔽罩的顏色，觀察是否出現異常，尤其要注意斷路器在分閘時的弧光顏色：在真空度正常時，弧光顏色為微藍色；如果觀察到弧光顏色為橙紅色時，則說明真空度降低，因此，需要及時更換真空滅弧室。出現真空度較低主要有以下三個原因：使用材料氣密性不良，金屬波紋管密封性較差，調試時行程超出波紋管的范圍。

2、接觸電阻增大故障的處理

真空斷路器在運行過程中也容易出現接觸電阻增大的故障。如果真空斷路器接觸電阻增大時，不僅要調節其觸頭，還要對真空滅弧室的真空度進行檢測。應指出，在調節觸頭時要注意觸頭的彈跳情況。通過對觸頭進行反復的調整和測試，只有當觸頭的彈跳正常后，才能有效地處理好接觸電阻增大的故障。真空斷路器觸頭彈跳時間的檢測方法如下：①采用記錄型示波器，記錄下合閘時觸頭的接觸信號。接觸信號上的鋸齒狀脈沖線條長度所表示的就是彈跳時間。②采用開關特性測試儀，對觸頭合閘的彈跳時間進行測量。如果發現觸頭合閘的彈跳時間已超出設定值，應將觸頭彈簧的初壓力適當調大；將傳動機構往死點方向進行調整，減小觸頭合閘彈跳。

3、操作機構故障的處理

3.1跳躍現象

采用直流操動機構的真空斷路器，機構合閘線圈通電后，合閘鐵芯未能回復到合閘的終點位置，軸也無法被支架托住而返回，使斷路器分閘。但由于此時段的合閘信號還未切斷，當線圈通電時，鐵芯就會再次合閘，出現“跳躍”現象。出現“跳躍”現象的原因和處理方法如下：①“跳躍”現象往往是由于掣子卡澀或掣子與環間隙沒有達到2mm±0.5mm的要求產生的。如果超出此要求時，應將斷路器底座卸下，將鐵芯取出，然后調整鐵芯頂桿的高度，使其達到間隙要求。②如果合閘線圈被輔助開關過早切斷合閘電源，此時應調整輔助開關拉桿長度，使斷路器正常合閘。

3.2彈簧操動機構故障的處理

在調整扇形板和半軸扣接量的過程中，當出現半軸自行復位困難的情況時，其原因是半軸復位鈕簧軟，此時，只需及時更換復位鈕簧即可。當分、合閘信號產生后，半軸不動作，其處理方法是先將推板螺釘旋緊，并調整推板的角度，且要在半軸的轉動部位加一定量的潤滑油，保證半軸的正常動作。斷路器和操動機構連接后，扇形板無法回復到正常的位置上，需要調整斷路器和操動機構之間的拉桿長度來調整機構輸出軸的分閘位置。

五、結束語

綜上所述，在10kV真空斷路器運行、維護過程中，運行、維護人員必須要對真空斷路器進行仔細觀察和檢測，以便更好地發現斷路器中存在的故障，并采取及時、有效的處理措施，確保真空斷路器正常運行。

參考文獻：

[1]黃亮，葉立群，郭捷敏.10kV真空斷路器的狀態評估診斷及其檢修建議[J].廣東科技，2011，2（13）：118-121.

（作者單位：國網山東省電力公司曹縣供電公司）