高壓真空斷路器預防性試驗及故障處置

張旭鋒

【摘 要】在電力系統日益發展的今天，高壓真空斷路器逐漸取代油斷路器廣泛地應用于電力系統中，較之油斷路器，高壓真空斷路器具有體積小，開斷容量大，滅弧性能好，電壽命長，檢修周期長，運行維護量小等優點?；诖?，本文詳細介紹了斷路器的結構與工作原理、各項試驗意義、質量標準和測試注意事項。并對常見故障進行處置分析。希望讓試驗維修人員更好理解斷路器預防性試驗的重要性，并掌握相關試驗方法。

【關鍵詞】高壓斷路器;預防性試驗;故障處置

引言

斷路器預防性試驗是對已投入運行的斷路器，為了及時發現運行中的隱患，預防發生故障或設備損壞，對斷路器進行的試驗或檢測^[1]。高壓真空斷路器是電力系統十分重要的控制設備，它具有很強的斷流能力，在通電線路發生短路的故障時，快速地切斷故障電路，有效地保障電力系統的穩定運行^[2]。

1高壓真空斷路器的結構與工作原理

高壓真空斷路器的種類很多，單就其結構而言，都是由開斷元件、支撐元件、傳動元件、基座及操動機構等五部分組成，其中開斷元件是整個斷路器的核心元件，它由主觸頭、導電部分以及滅弧室組成，其中，開斷元件的開合動作是由操動機構來傳動的，一般情況下，都將開斷元件牢牢地固定在基座上，并進行密封處理，其他的元件配合開斷元件完成固定^[3]。

高壓真空斷路器是利用真空作為滅弧介質和絕緣介質的，采用0.13帕斯卡真空度空間。真空斷路器的觸頭裝在真空滅弧室內，由于在真空室內沒有可游離的氣體，當觸頭發生分離時，會在觸頭間產生電流弧，沒有可以傳播的介質，電弧在第一次過零時，就會熄滅，第一時間做出反應，將故障電路從電力系統中斷開，從而達到保護電力系統的作用^[4]。

2斷路器預防性試驗及注意事項

2.1絕緣電阻

2.1.1測試意義

檢測帶電部分和接地部分間的絕緣，相間絕緣情況，斷路器在斷開位置時絕緣電阻還可反應斷口間滅弧室部分是否有絕緣缺陷^[5]。如有絕緣缺陷（如受潮），絕緣電阻一般都有一定程度的反應。

2.1.2質量標準

①整體絕緣電阻參照制造廠規定或自行規定。②斷口和用有機物制成的提升桿的絕緣電阻：10kV斷路器大修后不低于1000MΩ，運行中不低于300MΩ。

2.1.3注意事項：

使用2500V兆歐表測量。

2.2交流耐壓試驗

2.2.1測試意義

試驗電壓比設備運行的電壓高很多，是一種破壞性試驗，是鑒定斷路器絕緣強度最有效和最直接的方法。此外，在對真空滅弧室的真空度檢查中，無專用儀器時可用真空滅弧室斷口間施加工頻電壓的方法替代。額定電壓10kV真空滅弧室動靜觸頭開距達到制造廠規定值，在端口間施加42kV工頻電壓1min應無閃絡和擊穿現象。

2.2.2質量標準

對斷路器主回路對地、相間及斷口間施加交流耐壓試驗，斷路器在分、合閘狀態下分別進行，額定電壓6/10kV斷路器試驗電壓為27/38kV。

2.2.3注意事項

①相間、相對地及斷口的耐壓值相同。②當采用額定電壓較高的設備作為代用設備時，應按照實際使用的額定工作電壓確定其試驗電壓。③交流耐壓試驗應在其他試驗項目通過后進行，試驗前后都應測量絕緣電阻。

2.3導電回路電阻

2.3.1測試意義

測量每相導電回路的電阻，包括套管導電桿電阻，導電桿與靜觸頭連接處的電阻和動靜觸頭之間的接觸電阻。斷路器在運行中接觸電阻增大，將會使觸頭發熱，尤其是切斷短路電流時，可能會燒壞周邊絕緣、使觸頭燒融，甚至可能造成拒絕動作的嚴重后果。

2.3.2質量標準

①大修后應符合制造廠規定;②運行中自行規定，建議不大于1.2倍出廠值。

2.3.3注意事項

①用直流壓降法測量，電流不小于100A。②測量前應先將斷路器跳合幾次，以沖破觸頭表面的氧化膜，使之接觸良好，從而使測量結果能反應真實情況。③電流輸入和電壓輸入應在不同位置，電流線在外側，電壓線在內側，盡量清潔觸點，使之達到更好的測量效果。④試驗結果異常增大時，應先檢查裝置與接線的正確性，然后在斷路器動作數次后復測。若測量數值仍很大，則應分段查找以確定接觸不良的部位，并進行相應處理。

2.4 合閘、分閘線圈及合閘閉鎖電磁鐵的絕緣電阻和直流電阻

2.4.1 測試意義

通過絕緣電阻和直流電阻的測量可發現線圈是否絕緣良好、是否存在斷線、短路、焊接不良等缺陷，是故障查找判斷中的主要方法和重要依據。

2.4.2 質量標準

①絕緣電阻不應小于2MΩ。②直流電阻應符合制造廠規定，雖各廠家、型號的斷路器直流電阻略有不同，但基本數值大致可互相參考。

2.4.3注意事項

①絕緣電阻測試采用500V或1000V兆歐表。②直流電阻測試采用精度較高的萬用表或直流電阻速測儀測量。

3高壓真空斷路器的常見故障處置

3.1合閘不成功故障處置

合閘失敗是真空斷路器最常見的故障問題，故障原因復雜多樣。第一，因為斷路器中存在著大量的觸點，任意一個觸點接觸不良就會導致兩觸點間的電壓過低，導致斷路器的合閘失敗。第二，如果真空斷路器中的觸點磁鐵燒毀，或者接觸不良，將直接導致整個斷路器失去控制作用，不作出合閘反應。第三，在合閘過程中因為機械故障的原因，在合閘的過程中發生卡澀的狀況，雖然斷路器對電路發生故障時做出了反應，但因為機械故障最終導致合閘不成功。針對以上的故障原因，首先要對高壓真空斷路器進行定期的清洗除塵，并檢查斷路器是否正常工作，其次是對斷路器合閘電磁體的檢查，檢查它的阻值大小是否正常，如果電阻值發生異常，經檢測后要及時地更換斷路器。

3.2真空斷路器電機不工作的故障處置

當真空斷路器檢測到故障時，斷路器發生合閘，在真空斷路器上的儲能電機就會開始工作了，直到儲能達到額定值，發出信號，使彈簧彈開，發生跳閘。在真空斷路器中，由一對行程開關觸點和輔助的常開觸點構成，行程開關的常觸點串接在儲能線路中，當跳閘的動作發生時，輔助觸點閉合接通電路，這時候儲能電機就會開始儲能，等儲能達到滿能量后，斷路器的機械臂就會在儲能電機的作用下發生動作，把行程開關的一對觸點彈開，儲能電機停止儲能，線路也會停止供電。但是如果發生故障的時候，就會發生電機不能儲能，最后沒辦法彈開行程開關，如果發生儲能電機不能儲能工作的話，檢測人員要及時地檢查行程開關的工作狀態，看行程開關是否正常工作，及時進行修理。

結束語

斷路器預防性試驗是電氣試驗中的難點和重點，涉及相關理論知識眾多、技術要求高、試驗操作復雜，掌握斷路器的預防性試驗項目和故障查找方法具有重要的實用性和較大維修經濟價值。通過定期預防性試驗和日常運行巡檢，如果發現斷路器存在明顯的缺陷，則應根據缺陷的嚴重程度，采取相應的措施，對于嚴重的缺陷應立即退出運行，對于有的缺陷可安排計劃提前大、小修。

參考文獻：

[1]王明雷.戶內高壓真空斷路器常見故障的分析與處理[J].設備管理與維修，2017（17）：54-55.

[2]汪洋.電力系統中高壓真空斷路器常見故障原因分析及處理[J].內燃機與配件，2017（08）：105-106.

[3]馬曉娟，潘亞培，楊昭.基于物聯網的高壓真空斷路器智能數字化監控系統解析[J].華電技術，2017，39（02）：12-15+76.

[4]趙洋.高壓真空斷路器機械特性在線監測技術研究現狀與展望[J].工礦自動化，2016，42（12）：19-24.

[5]周陽，王寶華.基于多傳感器信號融合的真空斷路器機械特性狀態評價[J].電氣技術，2016（06）：30-35.

（作者單位：國家能源集團神東煤炭集團供電中心）