高壓真空斷路器故障分析與處理

1引言

真空斷路器的優(yōu)越性不僅是無(wú)油化設(shè)備，而且還表現(xiàn)在它具有較長(zhǎng)的電壽命、機(jī)械壽命、開(kāi)斷絕緣能力大、連續(xù)開(kāi)斷能力強(qiáng)、體積小、重量輕、可頻繁操作、免除火災(zāi)、運(yùn)行維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)，很快被電力部門(mén)運(yùn)行、檢修和技術(shù)人員認(rèn)可。早期國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高壓真空斷路器質(zhì)量不夠穩(wěn)定，操作過(guò)程中載流過(guò)電壓偏高，個(gè)別真空滅弧室還存在有漏氣現(xiàn)象。至1992年天津真空開(kāi)關(guān)應(yīng)用推廣會(huì)議時(shí)，我國(guó)真空斷路器的制造技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了國(guó)際同行業(yè)同類(lèi)型產(chǎn)品的前列，成為我國(guó)高壓真空斷路器應(yīng)用、制造技術(shù)新的歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)。隨著真空斷路器的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)故障的情況也時(shí)有發(fā)生，筆者對(duì)真空斷路器出現(xiàn)的常見(jiàn)故障進(jìn)行分析并給出處理方法。

2常見(jiàn)的真空斷路器不正常運(yùn)行狀態(tài)

2.1斷路器拒合、拒分

表現(xiàn)為在斷路器得到合閘(分閘)命令后，合閘(分閘)電磁鐵動(dòng)作，鐵心頂桿將合閘(分閘)掣子頂開(kāi)，合閘(分閘)彈簧釋放能量，帶動(dòng)斷路器合閘(分閘)，但斷路器滅弧室不能合閘(分閘)。

2.2斷路器誤分

表現(xiàn)為斷路器在正常運(yùn)行狀態(tài)，在不明原因情況下動(dòng)作跳閘。

2.3斷路器機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能后，儲(chǔ)能電機(jī)不停

表現(xiàn)為斷路器在合閘后，操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電機(jī)開(kāi)始工作，但彈簧能量?jī)?chǔ)滿后，電機(jī)仍在不停運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4斷路器直流電阻增大

表現(xiàn)為斷路器在運(yùn)行一定時(shí)間后，滅弧室觸頭的接觸電阻不斷增大。

2.5斷路器合閘彈跳時(shí)間增大

表現(xiàn)為斷路器在運(yùn)行一定時(shí)間后，合閘彈跳時(shí)間不斷增大。

2.6斷路器中間箱CT表面對(duì)支架放電

表現(xiàn)為斷路器在運(yùn)行過(guò)程中，電流互感器表面對(duì)中間箱支架放電。

2.7斷路器滅弧室不能斷開(kāi)

表現(xiàn)為斷路器在進(jìn)行分閘操作后，斷路器不能斷開(kāi)或非全相斷開(kāi)。

3故障原因分析

3.1斷路器拒分、拒合

操動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生拒動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，一般先分析拒動(dòng)原因，是二次回路故障還是機(jī)械部分故障，然后進(jìn)行處理。在檢查二次回路正常后，發(fā)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)主拐臂連接的萬(wàn)向軸頭間隙過(guò)大，雖然操動(dòng)機(jī)構(gòu)正常動(dòng)作，但不能帶動(dòng)斷路器分合閘聯(lián)桿動(dòng)作，導(dǎo)致斷路器不能正常分合閘。

3.2斷路器誤分

斷路器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，在沒(méi)有外施操作電源及機(jī)械分閘動(dòng)作時(shí)，斷路器不能分閘。在確認(rèn)沒(méi)有進(jìn)行誤操作的情況下，檢查二次回路及操動(dòng)機(jī)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)有短路現(xiàn)象，分閘電源通過(guò)短路點(diǎn)與分閘線圈接通，造成誤分閘。原因是斷路器機(jī)構(gòu)箱頂部漏雨，雨水沿著輸出拐臂向下流，正好落在機(jī)構(gòu)輔助開(kāi)關(guān)上，造成接點(diǎn)短路。

3.3斷路器機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能后，儲(chǔ)能電機(jī)不停

斷路器在合閘后，操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電機(jī)開(kāi)始工作，彈簧能量?jī)?chǔ)滿后，發(fā)出彈簧已儲(chǔ)能信號(hào)。儲(chǔ)能回路中串有斷路器一對(duì)常開(kāi)輔助接點(diǎn)和一對(duì)行程開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)，斷路器合閘后，輔助開(kāi)關(guān)的常開(kāi)接點(diǎn)接通，儲(chǔ)能電機(jī)開(kāi)始工作，彈簧儲(chǔ)滿能量后，機(jī)構(gòu)搖臂將行程開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)打開(kāi)，儲(chǔ)能回路斷電，儲(chǔ)能電機(jī)停止工作。儲(chǔ)能電機(jī)一直工作的原因是在彈簧儲(chǔ)滿能量后，機(jī)構(gòu)搖臂未能將行程開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)打開(kāi)，儲(chǔ)能回路一直帶電，儲(chǔ)能電機(jī)不能停止工作。

3.4斷路器直流電阻增大

由于真空滅弧室的觸頭為對(duì)接式，觸頭接觸電阻過(guò)大在載流時(shí)觸頭容易發(fā)熱，不利于導(dǎo)電和開(kāi)斷電路，所以接觸電阻值必須小于出廠說(shuō)明書(shū)要求。觸頭彈簧的壓力對(duì)接觸電阻有很大影響，必須在超行程合格情況下測(cè)量。接觸電阻值的逐漸增大也能反映出觸頭電磨損情況，是相輔相成的。觸頭電磨損和斷路器觸頭開(kāi)距的變化，是造成斷路器直流電阻增大的根本原因。

3.5斷路器合閘彈跳時(shí)間增大

真空斷路器合閘時(shí)，觸頭總有些彈跳，但若過(guò)大會(huì)使觸頭易燒傷或者熔焊。真空斷路器觸頭彈跳時(shí)間技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為≤2ms。隨著斷路器運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，引起合閘彈跳時(shí)間增大的主要原因?yàn)橛|頭彈簧彈力下降和拐臂、軸銷(xiāo)間隙磨損變大。

3.6斷路器中間箱CT表面對(duì)支架放電

斷路器中間箱內(nèi)裝有電流互感器，在斷路器運(yùn)行時(shí)，電流互感器表面會(huì)產(chǎn)生不均勻電場(chǎng)，為避免這一現(xiàn)象，互感器制造廠在互感器表面涂有一層半導(dǎo)體膠，使得表面電場(chǎng)均勻。在斷路器裝配過(guò)程中，受空間限制，互感器固定螺栓周?chē)陌雽?dǎo)體膠被刮落，斷路器運(yùn)行中互感器表面不均勻電場(chǎng)的產(chǎn)生，導(dǎo)致互感器表面對(duì)支架放電。

3.7斷路器滅弧室不能斷開(kāi)

在正常情況下，無(wú)論是手動(dòng)分閘操作還是保護(hù)動(dòng)作跳閘，斷路器均能有效斷開(kāi)電路，切斷電流。

真空斷路器的滅弧原理與其他型式斷路器不同，是指觸頭在真空中關(guān)合、開(kāi)斷的開(kāi)關(guān)設(shè)備，也就是利用真空作為絕緣及滅弧介質(zhì)的斷路器。真空泡的真空度下降，真空泡內(nèi)會(huì)有一定的電離現(xiàn)象，并由此產(chǎn)生電離子，使滅弧室內(nèi)絕緣下降，導(dǎo)致斷路器不能正常開(kāi)斷。

4處理方法

4.1斷路器拒合、拒分

檢查操動(dòng)機(jī)構(gòu)所有連接部件的間隙，對(duì)不合格部件，更換新的高硬度的合格零件。

4.2斷路器誤分

檢查所有可能漏雨點(diǎn)并進(jìn)行有效封堵;在輸出拐臂聯(lián)桿上安裝密封膠套;開(kāi)啟機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的加熱驅(qū)潮裝置。

4.3斷路器機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能后，儲(chǔ)能電機(jī)不停

調(diào)整行程開(kāi)關(guān)安裝位置，使得搖臂在最高位置時(shí)能將行程開(kāi)關(guān)常閉接點(diǎn)打開(kāi)。

4.4斷路器直流電阻增大

調(diào)整滅弧室觸頭開(kāi)距和超行程，測(cè)量接觸電阻的方法可以用《規(guī)程》要求的直流壓降法測(cè)量(電流要在100A以上)，否則更換滅弧室。

4.5斷路器合閘彈跳時(shí)間增大

(1)適當(dāng)增大觸頭彈簧的初始?jí)毫蚋鼡Q觸頭彈簧。

(2)若拐臂、軸銷(xiāo)間隙超過(guò)0.3mm，可更換拐臂、軸銷(xiāo)。

(3)調(diào)整傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用機(jī)構(gòu)在合閘位置超過(guò)主動(dòng)臂死點(diǎn)時(shí)傳動(dòng)比很少的特點(diǎn)，將機(jī)構(gòu)向靠近死點(diǎn)方向調(diào)整，可減小觸頭合閘彈跳。

4.6斷路器中間箱CT表面對(duì)支架放電

在互感器表面均勻涂抹一層半導(dǎo)體膠，使得表面電場(chǎng)均勻。

4.7斷路器滅弧室不能斷開(kāi)

對(duì)于達(dá)不到真空度要求值的真空滅弧室的處理，若通過(guò)檢測(cè)真空滅弧室真空度確已降至要求值以下，應(yīng)更換真空滅弧室。具體步驟

(1)對(duì)將換上的真空滅弧室須經(jīng)真空度檢測(cè)合格。

(2)拆下原真空滅弧室并換上新真空滅弧室。安裝時(shí)要垂直.注意動(dòng)導(dǎo)電桿和滅弧室同軸度，操作時(shí)不應(yīng)受到扭力。

(3)安裝好新真空滅弧室后，應(yīng)測(cè)量開(kāi)距和超程(接觸行程)。若不滿足要求應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整：①調(diào)整絕緣拉桿的螺栓可調(diào)整超程;②調(diào)整動(dòng)導(dǎo)電桿的長(zhǎng)度可調(diào)整滅弧室開(kāi)距。

(4)采用電力開(kāi)關(guān)綜合測(cè)試儀測(cè)量分合閘速度、三相同期性、合閘彈跳等機(jī)械特性，若不合格應(yīng)作調(diào)整。

5結(jié)束語(yǔ)

本文從真空斷路器運(yùn)行中出現(xiàn)的一些不正常狀態(tài)著手，闡述一些故障分析和處理方法，是在工作中對(duì)真空斷路器方面的技術(shù)積累。在今后工作中還需不斷學(xué)習(xí)，不斷創(chuàng)新，使電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，為安全優(yōu)質(zhì)供電作出貢獻(xiàn)。