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)越性不僅是無油化設(shè)備，而且還表現(xiàn)在它具有較長的電壽命、機(jī)械壽命、開斷絕緣能力大、連續(xù)開斷能力強(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)，很快被電力部門運(yùn)行、檢修和技術(shù)人員認(rèn)可。早期國內(nèi)生產(chǎn)的高壓真空斷路器質(zhì)量不夠穩(wěn)定，操作過程中載流過電壓偏高，個別真空滅弧室還存在有漏氣現(xiàn)象。至1992年天津真空開關(guān)應(yīng)用推廣會議時，我國真空斷路器的制造技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了國際同行業(yè)同類型產(chǎn)品的前列，成為我國高壓真空斷路器應(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)故障的情況也時有發(fā)生，筆者對真空斷路器出現(xiàn)的常見故障進(jìn)行分析并給出處理方法。

2常見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)電磁鐵動作，鐵心頂桿將合閘(分閘)掣子頂開，合閘(分閘)彈簧釋放能量，帶動斷路器合閘(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作跳閘。

2.3斷路器機(jī)構(gòu)儲能后，儲能電機(jī)不停

表現(xiàn)為斷路器在合閘后，操動機(jī)構(gòu)儲能電機(jī)開始工作，但彈簧能量儲滿后，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斷路器合閘彈跳時間增大

表現(xiàn)為斷路器在運(yùn)行一定時間后，合閘彈跳時間不斷增大。

2.6斷路器中間箱CT表面對支架放電

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

2.7斷路器滅弧室不能斷開

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

3故障原因分析

3.1斷路器拒分、拒合

操動機(jī)構(gòu)發(fā)生拒動現(xiàn)象時，一般先分析拒動原因，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)操動機(jī)構(gòu)主拐臂連接的萬向軸頭間隙過大，雖然操動機(jī)構(gòu)正常動作，但不能帶動斷路器分合閘聯(lián)桿動作，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，在沒有外施操作電源及機(jī)械分閘動作時，斷路器不能分閘。在確認(rèn)沒有進(jìn)行誤操作的情況下，檢查二次回路及操動機(jī)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)操動機(jī)構(gòu)箱內(nèi)輔助開關(guān)接點(diǎn)有短路現(xiàn)象，分閘電源通過短路點(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)輔助開關(guān)上，造成接點(diǎn)短路。

3.3斷路器機(jī)構(gòu)儲能后，儲能電機(jī)不停

斷路器在合閘后，操動機(jī)構(gòu)儲能電機(jī)開始工作，彈簧能量儲滿后，發(fā)出彈簧已儲能信號。儲能回路中串有斷路器一對常開輔助接點(diǎn)和一對行程開關(guān)常閉接點(diǎn)，斷路器合閘后，輔助開關(guān)的常開接點(diǎn)接通，儲能電機(jī)開始工作，彈簧儲滿能量后，機(jī)構(gòu)搖臂將行程開關(guān)常閉接點(diǎn)打開，儲能回路斷電，儲能電機(jī)停止工作。儲能電機(jī)一直工作的原因是在彈簧儲滿能量后，機(jī)構(gòu)搖臂未能將行程開關(guān)常閉接點(diǎn)打開，儲能回路一直帶電，儲能電機(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接式，觸頭接觸電阻過大在載流時觸頭容易發(fā)熱，不利于導(dǎo)電和開斷電路，所以接觸電阻值必須小于出廠說明書要求。觸頭彈簧的壓力對接觸電阻有很大影響，必須在超行程合格情況下測量。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斷路器合閘彈跳時間增大

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

3.6斷路器中間箱CT表面對支架放電

斷路器中間箱內(nèi)裝有電流互感器，在斷路器運(yùn)行時，電流互感器表面會產(chǎn)生不均勻電場，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，使得表面電場均勻。在斷路器裝配過程中，受空間限制，互感器固定螺栓周圍的半導(dǎo)體膠被刮落，斷路器運(yùn)行中互感器表面不均勻電場的產(chǎn)生，導(dǎo)致互感器表面對支架放電。

3.7斷路器滅弧室不能斷開

在正常情況下，無論是手動分閘操作還是保護(hù)動作跳閘，斷路器均能有效斷開電路，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、開斷的開關(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斷。

4處理方法

4.1斷路器拒合、拒分

檢查操動機(jī)構(gòu)所有連接部件的間隙，對不合格部件，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)儲能后，儲能電機(jī)不停

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

4.4斷路器直流電阻增大

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

4.5斷路器合閘彈跳時間增大

(1)適當(dāng)增大觸頭彈簧的初始壓力或更換觸頭彈簧。

(2)若拐臂、軸銷間隙超過0.3mm，可更換拐臂、軸銷。

(3)調(diào)整傳動機(jī)構(gòu)，利用機(jī)構(gòu)在合閘位置超過主動臂死點(diǎn)時傳動比很少的特點(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，使得表面電場均勻。

4.7斷路器滅弧室不能斷開

對于達(dá)不到真空度要求值的真空滅弧室的處理，若通過檢測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)對將換上的真空滅弧室須經(jīng)真空度檢測合格。

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

(3)安裝好新真空滅弧室后，應(yīng)測量開距和超程(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)整動導(dǎo)電桿的長度可調(diào)整滅弧室開距。

(4)采用電力開關(guān)綜合測試儀測量分合閘速度、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

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)。