10kV真空斷路器故障判斷及處理措施探討

楊劍

【摘 要】目前，隨著社會的發(fā)展，我國的現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展也突飛猛進。常見的10kV真空斷路器事故主要有真空度降低、誤動、拒動、絕緣故障、合閘觸頭彈跳和分合閘故障等。這些故障的存在，勢必會影響真空斷路器的安全高效運行，因而必須結(jié)合其成因采取針對性的措施，才能更好地確保整個10kV線路穩(wěn)定的運行。基于此，筆者就此展開以下幾點探究性分析。

【關(guān)鍵詞】10kV真空斷路器;故障判斷;處理措施探討

引言

真空斷路器主要由操作機構(gòu)、真空滅弧室及其支撐部分構(gòu)成，其基本工作原理為：由于真空中氣體的平均自由形成較大且不同出現(xiàn)游離，當(dāng)進行開關(guān)分閘時，觸頭間會出現(xiàn)電弧，觸頭表面會在高溫作用下生成金屬蒸汽，而電流在觸頭部位形成的磁場會使電弧沿觸頭表面切線方向迅速移動，在屏蔽罩上凝結(jié)一些技術(shù)蒸汽，電弧在自然過零時便熄滅，觸頭間的介質(zhì)強度就會重新恢復(fù)。相比較10kV油開關(guān)，10kV真空斷路器具有滅弧性能好、開斷容量高、運行維護方便、壽命長等優(yōu)點。然而由于設(shè)計缺陷及技術(shù)失誤等原因的影響，真空斷路器經(jīng)常會出現(xiàn)漏氣機構(gòu)卡阻、真空泡慢性等故障問題，這對于斷路器的正常使用帶來了非常不利的影響。因此，加強有關(guān)10kV真空斷路器常見故障及處理方法的研究，對于改善真空斷路器運行質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

1探析10kV真空斷路器真空度降低故障的成因及其預(yù)防技術(shù)

1.1 成因

由于10kV真空斷路器真空度降低不僅會導(dǎo)致其自身的運行性能、使用壽命帶來影響，而且還可能因此導(dǎo)致爆炸事故的出現(xiàn)。一般而言，導(dǎo)致10kV真空斷路器真空度降低故障的成因主要有以下幾個方面：一是以分體式的真空斷路器為例，在操作過程中，往往因為操縱連桿的距離較長，導(dǎo)致開關(guān)的工作特性被降低，而開關(guān)的工作特性由包含了彈跳、超行程和同期，而這就會導(dǎo)致真空度下降的速度加快;二是在制作真空泡時，由于制作材料存在一定的質(zhì)量問題，加上制作工藝問題的存在，真空泡內(nèi)部就會存在諸多細小的漏點;三是在制作真空泡的波形管時，由于制作材料存在一定的質(zhì)量問題，加上制作工藝問題的存在，由于波形管操作導(dǎo)致其產(chǎn)生漏點。

1.2 真空泡真空度降低故障

10kV真空斷路器其操作滅弧過程是在真空泡內(nèi)進行，也就是真空泡真空度直接影響到斷路器滅弧性能。另外，真空泡自身沒有安裝真空度在線監(jiān)測裝置，即便真空泡真空度發(fā)生降低，檢修、維護、運行人員也很難直觀判斷，這樣就很容易導(dǎo)致故障發(fā)生擴大成事故，其危險程度要比顯性故障大很多。由于斷路器真空泡真空度發(fā)生降低，其將引起斷路器在操作過程中不能正常滅弧，進而引起電弧在斷口部位長時間燃燒，引起斷路器操控性能降低，嚴重時還會引起爆炸等惡性事故發(fā)生。斷路器真空泡真空度發(fā)生降低，主要與設(shè)備制造原材料、生產(chǎn)制造工藝、以及安裝調(diào)試質(zhì)量水平等因素有關(guān)。

10kV斷路器在做預(yù)防性試驗和定期檢修維護過程中，工作人員必須對真空泡的真空度進行認真詳細檢測（筆者認為，在檢測真空度時，不宜選用耐壓試驗，因為耐壓試驗自身就帶有破壞作用，會加速斷路器附件絕緣老化速度。根據(jù)大量實踐工作經(jīng)驗可知，如果斷路器真空度達不到要求，相應(yīng)其耐壓試驗也絕對不合格）。在日常運行巡視過程中，運行人員應(yīng)到設(shè)備現(xiàn)場巡視檢查斷路器真空泡的金屬屏蔽罩等部件是否存在變色問題，并對運行中是否存在異常噪音等做好詳細運行記錄。

2優(yōu)化措施分析

2.1調(diào)整真空斷路器的超行程

10kV真空斷路器的觸頭彈簧的動靜出頭相接觸后，受到壓力的作用，產(chǎn)生壓縮的距離，這就是超行程。當(dāng)10kV的真空斷路器處于分閘狀態(tài)時，真空泡動靜觸頭的距離為開距距離，此距離會對10kV真空斷路器的性能產(chǎn)生影響。在進行開距測量時，無法直接進行測量。在進行測量時，一般采用在動導(dǎo)電桿、真空斷路器上設(shè)置一個定點，對斷路器在進行分、合閘過程中，定點的相對位移差進行測量。如果出現(xiàn)10kV真空斷路器的觸頭彈簧不符合標準要求，可以對開距或者動導(dǎo)電桿進行調(diào)節(jié)，直到觸頭彈簧符合標準要求。

2.2 監(jiān)測真空滅弧室的真空度

作為10kV真空斷路器的核心組成部分，真空滅弧室具有重要的作用，它能夠在電網(wǎng)出現(xiàn)故障后，對故障電流和負荷電流進行及時的切斷，避免電流對設(shè)備造成的持續(xù)傷害。在進行真空滅弧室制造過程中，一般選用抗壓性能較強的材料，例如陶瓷等，在真空滅弧室兩端焊接蓋板，將靜導(dǎo)電桿與靜觸頭相接觸并焊接起來，將動導(dǎo)電桿與動觸頭相接觸并焊接，動導(dǎo)電桿可通過蓋板中心孔穿越出來，并且可以在波紋管中縱向運動，外部的空氣并不會通過中心孔進入真空滅弧室。

如果真空滅弧室的封閉出現(xiàn)故障，不再保持真空狀態(tài)，應(yīng)立即對其進行維護檢修，否則一旦真空滅弧室中產(chǎn)生高溫氣體，很有可能引發(fā)爆炸等嚴重安全事故。現(xiàn)階段，針對真空滅弧室進行真空度監(jiān)測的主要監(jiān)測方式有真空度測試儀和工頻耐壓法。相對而言，前者的檢測結(jié)果較為準確。

2.3 真空斷路器觸頭故障判斷

真空斷路器開斷時由于觸頭形成的金屬蒸氣在電極間隙內(nèi)會產(chǎn)生所謂“電弧”。真空外殼的觸頭材料對真空斷路器的性能有很大的影響，亦即，斷路器用的觸頭材料必須同時滿足開斷容量大、耐壓高、有一定的耐熔接性等性能。

真空斷路器在頻繁操作時觸頭開距、接觸壓力等會發(fā)生變化。由于真空斷路器本體機械性能較差，多次操作后，由于機械原因?qū)е虏煌凇椞鴶?shù)值偏大。在安裝和操作時，要反復(fù)承受拉伸、壓縮、振動、沖擊等負荷的同時，也必須耐受溫度變化（循環(huán)）、熱沖擊等作用。用下述各種強度試驗來確保其安全可靠。

（1）抗拉試驗：用阿姆松式抗拉試驗機，將裝好的真空斷路器在其軸向以2噸/分的速度加拉伸負荷進行試驗。（2）振動試驗：將裝置固定側(cè)固定，可東側(cè)呈現(xiàn)自由狀態(tài)，設(shè)置振幅為2.23mm，單位時間內(nèi)的振動次數(shù)為2000次/分，振動方向用水平懸臂作上下振動。試驗后，如果外形完全沒有變化，交流工頻和沖擊耐壓值也幾乎無變化，則說明足以承受一般運輸和使用中的振動而沒有問題。（3）熱沖擊試驗：將真空斷路器置于98℃的開水中浸10min后，立即放入2℃的涼水中反復(fù)進行了30次熱沖擊試驗，檢查真空斷路器的外形和有無漏損。

結(jié)語

綜上所述，隨著人們生活水平的提高，對電力資源的需求也來越高。如何保障電力供應(yīng)的安全和穩(wěn)定成為電力企業(yè)的重要工作之一。通過加強對設(shè)備的維護和檢修，可以有效的提升設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。尤其是真空斷路器設(shè)備，被廣泛應(yīng)用到電網(wǎng)當(dāng)中，相關(guān)電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視對其的運行維護工作，重點防治銹蝕問題，定期檢查真空斷路器，推動電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。在10kV真空斷路器的運行維護、檢修試驗過程，除了要掌握上述故障處理方法措施外。有效避免由于斷路器設(shè)備自身質(zhì)量問題引起帶電誤操作事故發(fā)生，及時發(fā)現(xiàn)并提醒運行人員設(shè)備缺陷，便于其采取有效措施進行完善處理，確保斷路器具有較高運行安全可靠性。

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（作者單位：國家能源集團神東煤炭集團供電中心）