真空斷路器真空下降原因的詳細(xì)分析

真空斷路器真空下降原因的詳細(xì)分析目前，在10kV及以下電壓等級的配電網(wǎng)絡(luò)中,真空斷路器已逐步取代油斷路器。真空斷路器具有適合頻繁操作、電壽命長、檢修維護(hù)工作量小、防燃、防爆、運行可靠性高等優(yōu)點。由于生產(chǎn)廠家不同,有部分真空斷路器性能很差,特別是斷路器的特性方面,存在的問題較多。斷路器的部分缺陷容易造成重大事故,或造成事故越級導(dǎo)致大面積停電。

由于這幾年在真空斷路器的檢修、維護(hù)工作中,使用真空測試儀、特性測試儀等先進(jìn)的科學(xué)儀器開展測試,使藏而不露的問題以科學(xué)數(shù)據(jù)的形式顯現(xiàn)出來。在處理這些問題的過程中,也積累了一些經(jīng)驗,做到了綜合性檢修,防患于未然,保證了真空斷路器的安全可靠運行。

一、真空斷路器真空度下降的主要原因

真空斷路器就是利用消除電弧賴以持續(xù)的物理因素,使電弧不能形成或不能持續(xù)。在真空斷路器中配用的真空管保持一定的真空度——使開關(guān)的動、靜觸頭在開斷負(fù)荷電流時,因沒有或存在非常少的可電離介質(zhì)而使電弧不能產(chǎn)生或持續(xù),到達(dá)熄弧的目的。而目前國內(nèi)生產(chǎn)的真空斷路器不象現(xiàn)使用較多的sF6斷路器本身配有介質(zhì)壓力閉鎖等保護(hù),沒有定性、定量監(jiān)測真空度特性的裝置,所以斷路器配用的真空管真空度降低在實際運行中不可能被發(fā)現(xiàn),故障為隱性故障,其危險程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于顯性故障。通過對我廠使用的真空斷路器故障性質(zhì)規(guī)類分析,同時與某省內(nèi)的幾家電廠的工程技術(shù)人開展技術(shù)交流后，真空技術(shù)網(wǎng)真空斷路器欄目(http:///vacuum-circuit-breaker/)總結(jié)出了引起真空斷路器真空下降及真空管漏氣的幾種原因如下:

1、彈跳的影響

真空斷路器的觸頭多為平面對接式構(gòu)造,在分合閘操作中不可防止地產(chǎn)生不同程度的反彈現(xiàn)象。不管分閘反彈還是合閘反彈都會給運行帶來危害:波紋管經(jīng)受強迫振動可能產(chǎn)生裂紋,使滅弧室漏氣;分合閘時斷路器觸頭運動速度較高,動作終結(jié)時沖擊力較大,引發(fā)彈跳,可能產(chǎn)生觸頭和導(dǎo)電桿的變形,甚至產(chǎn)生裂紋;切合電容器組的真空真空斷路器如果發(fā)生合閘彈跳,還會導(dǎo)致電容器的損壞。因此目前部分真空斷路器廠家已注意到真空斷路器彈跳造成的危害,推出了所謂的“無彈跳”真空斷路器,通過機械緩沖等手段,大大減少了斷路器在分合閘時產(chǎn)生的機械沖擊。

2、分合閘速度的影響

斷路器的分合閘速度對真空斷路器的滅弧起到了一定的作用,也決定著真空斷路器的使用壽命。所以斷路器在投運前均應(yīng)測量分合閘速度,可以及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量和調(diào)試上的一些問題。一方面防止分合閘速度過大,斷路器觸頭動作終了時機械撞激烈,使滅弧室產(chǎn)生更為嚴(yán)重震動。

3、緩沖器的影響

應(yīng)仔細(xì)檢查緩沖器行程,不應(yīng)有變形損傷現(xiàn)象或壓縮超量,須留緩沖裕度。部分充油緩沖器應(yīng)定時檢查緩沖器油位情況,及時補油。

4、操作機構(gòu)容量的影響

真空斷路器現(xiàn)常見的操作機構(gòu)主要有CDlO型、CDl7型、VSl型以及在上述型號的根底上,為適應(yīng)不同的安裝空間而改造的操作機構(gòu),近幾年國內(nèi)部分?jǐn)嗦菲饔峙溆昧恕坝来攀讲僮鳈C構(gòu)”。配置不同型式的操作機構(gòu),在安裝或改造時,均應(yīng)著重注意操作傳動桿的動作距離,如果容量偏大,將對滅弧室產(chǎn)生嚴(yán)重撞擊,造成真空滅弧室波紋管損壞,直接影響真空斷路器的使用壽命,使斷路器真空度降低速度加快。

5、觸頭行程的影響

目前國內(nèi)生產(chǎn)的各種型號的10kv真空斷路器滅弧室,其觸頭超行程按規(guī)程規(guī)定在4mm左右,開距11mm左右。真空斷路器在安裝或檢修時,應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品安裝說明書中觸頭行程要求準(zhǔn)確測量,調(diào)整拉桿,防止行程超越,且真空斷路器在每年大檢修中,都應(yīng)仔細(xì)復(fù)查斷路器的行程、超行程及觸頭的開距。在實際運行中不乏因斷路器超行程調(diào)整不當(dāng),造成斷路器合閘過程中機械沖擊引起滅弧室破裂、導(dǎo)電桿變形的事故。

二、真空斷路器真空度下降的判斷與確定

真空度降低將嚴(yán)重影響真空斷路器開斷過電流的能力,并導(dǎo)致斷路器的使用壽命急劇下降,嚴(yán)重時會引起開關(guān)爆炸。真空滅弧室管內(nèi)的真空度通常須保持在10—4~10—6Pa,隨著真空滅弧室使用時間的增長和開斷次數(shù)增多,以及受外界因素的影響,其真空度逐步下降,下降到一定程度,將會影響它的開斷能力和耐壓水平。因此,真空斷路器在使用過程中必須定期檢查滅弧室管內(nèi)的真空度,在實際運行中注隨時對斷路器的動作情況開展檢查、觀測。

對玻璃外殼真空滅弧室,巡視檢查時可以定期目測。正常時內(nèi)部的屏蔽罩等部件表面顏色應(yīng)很明亮,在開斷電流時發(fā)出淺藍(lán)色弧光;當(dāng)真空度下降很嚴(yán)重時,內(nèi)部顏色就會變得灰暗,開斷電流時將發(fā)出暗紅色弧光。當(dāng)運行中出現(xiàn)上述情況時,則可初步判斷真空斷路器滅弧室真空度已下降,應(yīng)及時通過試驗手段加以確定。運行人員巡視時,應(yīng)注意斷路器真空滅弧室外部是否有放電現(xiàn)象,如存在放電現(xiàn)象,則真空泡的真空度測試結(jié)果基本上為不合格,應(yīng)及時停電更換。為確保電氣設(shè)備的安全性,電力設(shè)備必須保證開展定期檢修,試驗制。通過一系列的試驗手段,通過檢測斷路器的整體工況,可以及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)真空斷路器真空度下降這一隱患。對于真空斷路器的真空度一般可通過如下試驗開展檢測:

1、工頻耐壓試驗:按《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》的規(guī)定,對于12Kv及以下的真空斷路器應(yīng)在1~3年左右至少開展一次工頻耐壓試驗,其試驗范圍包括斷路器相間、斷路器相對地、斷路器斷口。其中斷路器斷口耐壓試驗一方面可以檢測斷路器動靜觸頭開距是否合格,另一方面則可在真空儀測試后,判斷真空斷路器真空是否下降的輔助依據(jù)。當(dāng)真空斷路器動靜觸頭滿足額定開距條件時,如果耐壓很低,達(dá)不到規(guī)定耐壓標(biāo)準(zhǔn),就說明真空滅弧室真空度已嚴(yán)重下降,不能繼續(xù)使用。

2、真空度測試儀檢查:利用真空度測試儀測量滅弧室真空度，確保真空滅弧室的真空度保持在10—4~10-6Pa的范圍內(nèi);如果真空度下降超過上述或產(chǎn)品說明書中規(guī)定的數(shù)值,進(jìn)一步通過真空滅弧室開斷情況下的斷路器斷口工頻耐壓試驗,開展再次確認(rèn);

三、真空斷路器檢修維護(hù)的重點

真空斷路器在一定程度上廣義地被稱為“免維護(hù)斷路器”,但實際上檢查維護(hù)是必須開展的,“免維護(hù)”只應(yīng)理解為“真空斷路器不需要開展周期性解體大修”。真空斷路器在實際運行中,除定期的預(yù)防性試驗外,還必須定期對斷路器整體的各項性能指標(biāo)開展檢測,以判斷其傳動系統(tǒng)的狀況,消除影響真空斷路器運行壽命的不利因素。

1、操作機構(gòu)連桿動作行程的檢測;防止動作距離過大對真空滅弧室開展劇烈的撞擊;

2、檢測真空斷路器的動觸頭行程;

3、檢測斷路器的分、合閘速度;

4、檢測斷路的分、合閘同期;

5、測量真空斷路的分、合閘彈跳值;

6、斷路器真空滅弧室真空度的檢測;

7、斷路