一起ZW32-12真空斷路器滅弧室事故分析

泉州維盾電氣有限公司 賈冬霞

ZW32-12真空斷路器在電力配網中廣泛使用，但不同廠家生產的ZW32-12真空斷路器性能存在差異，有些ZW32-12真空斷路器整體性能較低，會存在潛在的運行故障，有可能因此導致部分區域停電[1]。戶外ZW32-12型真空斷路器性能優越，電氣和機械壽命長，小型化、輕便。但是在實際運行中也會因泄漏、短路或過載而導致出現運行問題。不斷總結運行經驗，采用科學有效的預防措施，方可減少或避免ZW32-12真空斷路器的運行故障。對ZW32-12真空斷路器常見故障的科學分析、采取一定的防范措施是減少真空斷路器運行故障的有效途徑。

事故發生當天為雷雨天氣，運行過程中發現故障開關的B相失地、導致故障斷路器跳閘，故障開關后端用戶全部短時停電，當時只能采取應急措施即分閘故障斷路器的前一級真空斷路器，并解開故障斷路器電源側、負荷側的全部接線，用一臺旁路開關跨接在故障斷路器兩端，從而短時間恢復全部線路的正常供電[2-3]。將故障開關從桿上解下，查為故障開關B相負荷側合閘分閘對地電阻均為零，分閘時電源側對地電阻不為零（將斷路器進出線拆除，使用搖表逐相測試）。通過描述現象可認為，在開關負荷側B相線路有接地現象，B相線路電源側線路正常。本次故障與負荷側線路接地有一定關系。

通過對開關拆解查看，B相絕緣筒滅弧室部位外部有變色現象，對B相絕緣支柱進行拆解發現滅弧室燒毀。拆解滅弧室各零部件狀況：滅弧室動、靜觸頭完好，表面未見明顯的燒損痕跡，表面發黑且有較厚的煙塵沉積。屏蔽筒在兩端本各有一處燒損，在圓周方向相對位置差約180°，屏蔽筒靜端燒損位置對應的靜端均壓罩處有燒損痕跡、動端燒損位置對應動端波紋管及波紋管保護罩有燒損痕跡。在這兩處燒損處對應處瓷殼燒損。屏蔽筒內壁顏色發黑，外壁遠離燒損部位顏色正常。殘存瓷殼外表面未見異常痕跡。導向套軟化呈向下流淌形態，與動端燒損對應部位流淌嚴重且有近似沸騰現象，導向套凝固將動導電桿固定在分閘位置。

1 事故現象再現與分析

滅弧室動靜觸頭表面狀態看，說明觸頭未在大氣環境下有過電弧燃燒,而且觸頭應該是拉開狀態；屏蔽筒內壁表面發黑，是由于電弧及微量空氣的作用形成。屏蔽筒遠離燒損點的外側由于沒有受到電弧影響無變色，說明電弧是局部燒蝕；滅弧室的靜端均壓環與屏蔽筒靜端間的間隙兩側燒損較嚴重，說明其間產生了電弧燃燒；屏蔽筒動端與滅弧室動端觸頭后的保護罩間的間隙兩側燒損嚴重，說明其間產生了電弧燃燒。

導向套有熔化流淌痕跡，且在動端燒損部位同方位流淌嚴重且有沸騰現象，說明電弧高溫對該處影響大，并有一定的時間持續；導向套凝固將動導電桿固定在分閘位置，說明故障中開關進行了分閘操作，且說明故障后開關處于分閘狀態；觸頭表面有煙塵沉積，說明在電弧持續期間其溫度較低、在事故發展的后期在其表面無電弧燃燒。同時也表明故障后期開關處于分閘狀態。

事故過程應如下：

圖1 故障相滅弧室及絕緣支柱

圖2 故障相滅弧室內部燒蝕情況

圖3 導向套熔化情況

在故障發生前真空滅弧室已經由于某種原因漏氣，尚有一定的真空度但已不滿足真空滅弧室的工作條件。在事故發生時斷路器處于合閘工作狀態滅弧室觸頭閉合。當開關負荷側B相線路接地，開關自動分閘。A、C兩相滅弧室狀態良好成功完成分斷，B相滅弧室在真空度不滿足工作條件，由于在3相中性點不接地系統中兩相分斷第三相必然分斷，故B相觸頭間電弧依然成功熄滅，也印證觸頭表面完整，連棱角處都無明顯燒蝕，電弧的燃燒并非完全控制在兩觸頭間有一定的擴散，導致屏蔽筒內壁發黑。

由于滅弧室內部處于低真空狀態，真空絕緣能力非常低，導致屏蔽筒與動端波紋管保護罩之間在恢復電壓下擊穿并燃弧電弧無法控制，屏蔽筒嚴重發熱且電位發生變化又與靜端屏蔽罩擊穿（最薄弱點擊穿）產生電弧，電弧由動轉移到靜形成由電源到地的電流通道并持續電弧燃燒，待本開關的上級跳閘后熄滅。

2 真空滅弧室漏氣原因分析

由于真空滅弧室外套包的硅橡膠套的加工工藝質量不良引發，導致滅弧室瓷殼外壁與膠套內壁局部的結合差，在工頻檢測時局部放電嚴重。

真空斷路器從來料檢測、過程檢驗、出廠檢驗、集中供貨時的檢驗、貨到用戶入庫前檢測、實際施工上桿前檢測等要經過多道檢驗流程，每次工頻耐壓檢測對這個地方都產生不可恢復的絕緣破壞，導致后期的工頻耐壓中將瓷殼徹底擊穿，形成慢性漏氣氣孔，使得滅弧室內部真空度緩慢失效。在本次事故后雖然B相滅弧室內依然保持著低真空狀態，但已經漏氣（真空度已明顯降低），從而導致在12kV系統正常運行過程中出現B相對地的運行事故。

3 防范措施

真空斷路器一旦完成生產、供貨，滅弧室即成為真空斷路器中不可拆卸的主要組部件。真空滅弧室出現故障會導致真空斷路器出現嚴重事故。因此在真空滅弧室的生產及使用過程中，可采取以下方式減少運行中的真空滅弧室發生故障的幾率。

為了提升真空滅弧室的絕緣性能，常采用在真空滅弧室外加硅橡膠套的工藝方式。真空滅弧室生產企業需加強對硅橡膠套外包工藝加強管理，確保加工工藝質量，保證滅弧室瓷殼外壁與膠套內壁結合無氣隙；加強對波紋管加工及真空滅弧室裝配工藝的檢測、控制，以保證在真空滅弧室的正常壽命范圍內的運行穩定性和安全性；真空滅弧室在生產完成后，最好能夠自然置放2～3個月后再行裝配于ZW32-12真空斷路器產品中（裝配前確保滅弧室內的真空度未發生明顯變化），這樣可有效發現真空滅弧室存在的潛在泄漏問題，降低真空滅弧室裝配成柱上斷路器產品后出現真空密封不良引發的事故。

4 結語

本文結合實際工況，對此次ZW32-12真空斷路器的主要事故進行了全面、詳細的分析，明確了故障發生的原因并提出了防范措施、對策和方法，目的在于如何提升ZW32-12真空斷路器運行中的安全可靠性。