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2019-04-16
針對(duì)真空斷路器在運(yùn)行、檢修中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析。并提出了處理方法和預(yù)防措施。
1、斷路器的工作原理
真空斷路器利用真空中電流過零點(diǎn)時(shí)，等離子體迅速擴(kuò)散而熄滅電弧，達(dá)到切斷電流的目的。真空滅弧室是真空斷路器的主要部件，開關(guān)壽命長(zhǎng)短決定于觸頭的磨損和滅弧室真空度，真空度是真空斷路器的重要技術(shù)指標(biāo)。氧化鋅避雷器帶電測(cè)試儀可測(cè)氧化鋅避雷器的全電流、阻性電流及其諧波、工頻參考電壓及其諧波、有功功率和相位差，大屏幕可顯示電壓和電流的真實(shí)波形。2、斷路器真空泡真空度降低
2.1原因分析
2.1.1真空泡的材質(zhì)或制作工藝存在問題，真空泡本身存在微小漏點(diǎn)。
2.1.2真空泡內(nèi)波形管的材質(zhì)或制作裝配工藝存在問題，隨著真空滅弧室使用時(shí)間的增長(zhǎng)和開斷次數(shù)的增多，其真空度逐步下降，下降到一定程度將會(huì)影響其開斷能力和耐壓水平。
2.1.3分體式真空斷路器，如使用電磁式操作機(jī)構(gòu)的真空斷路器，在操作時(shí)，由于操作連桿的傳動(dòng)距離比較大，直接影響開關(guān)的同期、彈跳、超行程等機(jī)械特性，使真空度降低的速度加快。
2.2故障危害真空度降低將嚴(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。
2.3處理方法①在進(jìn)行斷路器定期停電檢修時(shí)，必須使用真空測(cè)試儀對(duì)真空泡進(jìn)行真空度的定性測(cè)試，確保真空泡具有一定的真空度(真空度不能低于6.6×10-2Pa，制造廠新生產(chǎn)的真空滅弧室要求達(dá)到7.5×10-4Pa以下)。②當(dāng)真空度降低時(shí)，必須更換真空泡，并做好行程、同期、彈跳等特性試驗(yàn)。③做好極限開斷電流值的統(tǒng)計(jì)。在日常運(yùn)行中，應(yīng)對(duì)真空斷路器的正常開斷操作和短路開斷隋況進(jìn)行記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)極限開斷電流值Σl，達(dá)到廠家給出的極限值時(shí)，應(yīng)更換真空滅弧室。
Σ1=n1Ir+n2Ik；
式中：n1—正常開斷次數(shù)；
Ir—廠家提供的斷路器額定工作電流；
n2—短路開斷次數(shù)；
Ik—l0kV母線大開斷電流。
2.4預(yù)防措施①當(dāng)前真空斷路器型號(hào)繁雜、生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品質(zhì)量分散性大，有的真空斷路器無備品、備件，給維護(hù)與檢修造成了一定的難度，所以，選用真空斷路器時(shí)，應(yīng)該選用質(zhì)量信譽(yù)良好的廠家生產(chǎn)的成熟產(chǎn)品。②選用本體與操作機(jī)構(gòu)一體的真空斷路器。③運(yùn)行人員應(yīng)定期對(duì)真空斷路器進(jìn)行認(rèn)真嚴(yán)格的xun視，應(yīng)注意斷路器真空泡外部是否有放電現(xiàn)象；特別是玻璃外殼真空泡，應(yīng)對(duì)其內(nèi)部表面顏色和開斷電流時(shí)弧光的顏色進(jìn)行目測(cè)判斷，當(dāng)內(nèi)部表面顏色變暗或開斷電流時(shí)弧光的顏色為暗紅色時(shí)，真空泡的真空度基本上為不合格，應(yīng)及時(shí)停電更換。④檢修人員進(jìn)行停電檢修工作時(shí)，必須進(jìn)行斷路器同期、彈跳、行程、超行程、回路電阻等特性測(cè)試，以確保斷路器處于良好的工作狀態(tài)。⑤在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)滅弧室是否合格的簡(jiǎn)便的方法是對(duì)滅弧室進(jìn)行42kV的工頻耐壓試驗(yàn)。
3、真空斷路器分閘失靈
3.1故障現(xiàn)象①斷路器遠(yuǎn)方遙控不能分閘；②就地手動(dòng)不能分閘；③外部回路或設(shè)備故障時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作，但斷路器不能分閘。
3.2原因分析①分閘操作回路斷線；②分閘線圈斷線；③操作電源電壓降低；④分閘線圈電阻增加，分閘動(dòng)能降低；⑤分閘頂桿變形，分閘時(shí)存在頂桿卡澀、不靈活現(xiàn)象，分閘動(dòng)力降低；⑥分閘頂桿變形嚴(yán)重，分閘時(shí)卡死；⑦分閘頂桿動(dòng)作，但不能可靠地打開分閘壓板。
3.3故障危害斷路器分閘失靈，會(huì)導(dǎo)致事故越級(jí)，擴(kuò)大事故范圍。
3.4處理方法①檢查分閘回路是否斷線；②檢查分閘線圈是否斷線；③測(cè)量分閘線圈電阻值是否合格；④檢查分閘頂桿是否變形；⑤檢查操作電壓是否正常；⑥改銅質(zhì)分閘頂桿為鋼質(zhì)，以避免頂桿變形；⑦調(diào)整分閘頂桿及鐵芯的長(zhǎng)度，保證動(dòng)作可靠；⑧分閘線圈固定架應(yīng)保證緊固，防止鐵芯動(dòng)作時(shí)分閘線圈固定架也隨之上下竄動(dòng)。
3.5預(yù)防措施①運(yùn)行人員若發(fā)現(xiàn)分合閘指示燈不亮。應(yīng)及時(shí)檢查分合閘回路是否斷線；②檢修人員在停電檢修時(shí)，應(yīng)注意測(cè)量分閘線圈的電阻，并檢查分閘線圈固定架螺絲是否緊固；③檢查分閘頂桿是否變形；④如果分閘頂桿的材質(zhì)為銅質(zhì)應(yīng)更換為鋼質(zhì)；⑤必須進(jìn)行低電壓分合閘試驗(yàn)，以保證斷路器性能可靠。
4、彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘儲(chǔ)能回路故障
4.1故障現(xiàn)象①合閘后無法實(shí)現(xiàn)分閘操作；②儲(chǔ)能電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不停IE，甚至導(dǎo)致電機(jī)線圈過拱損壞。
4.2原因分析①行程開關(guān)安裝位置偏下，致使合閘彈簧尚未儲(chǔ)能完畢，行程開關(guān)觸點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)換完畢，切斷了電機(jī)電源，彈簧所儲(chǔ)能量不夠分閘操作；②行程開關(guān)安裝位置偏上，致使合閘彈簧儲(chǔ)能完畢后，行程開關(guān)觸點(diǎn)還沒有得到及時(shí)轉(zhuǎn)換，儲(chǔ)能電機(jī)仍處于工作狀態(tài)；(3)行程開關(guān)或其接點(diǎn)損壞，儲(chǔ)能電機(jī)不能停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.3故障危害在合閘儲(chǔ)能不到位的情況下，若線路發(fā)生事故，斷路器不能分閘，將會(huì)導(dǎo)致事故越級(jí)，擴(kuò)大事故范圍。
4.4處理方法①調(diào)整行程開關(guān)位置，實(shí)現(xiàn)電機(jī)準(zhǔn)確斷電；②檢修時(shí)應(yīng)注意行程開關(guān)的動(dòng)作情況，如行程開關(guān)損壞，應(yīng)及時(shí)更換。
4.5預(yù)防措施運(yùn)行人員在倒閘操作時(shí)，應(yīng)注意觀察合閘儲(chǔ)能指示燈，以判斷合閘儲(chǔ)能情況；檢修人員在檢修工作結(jié)束后，應(yīng)就地進(jìn)行幾次分合閘操作試驗(yàn)，以確定斷路器處于良好狀態(tài)。
5、分合閘不同期、彈跳數(shù)值大
5.1原因分析①斷路器本體機(jī)械性能較差，多次操作后，由于機(jī)械原因?qū)е虏煌?、彈跳?shù)值偏大；②分體式斷路器由于操作桿距離較大，分閘力傳到觸頭時(shí)，各相之間存在偏差，導(dǎo)致不同期、彈跳數(shù)值偏大；③合閘沖擊剛性過大，致使動(dòng)觸頭發(fā)生軸向反彈；④動(dòng)觸桿導(dǎo)向不良，晃動(dòng)過大；⑤觸頭平面與中心軸垂直度不好，碰合時(shí)產(chǎn)生橫向滑動(dòng)等。
5.2故障危害如果不同期或彈跳大，會(huì)嚴(yán)重影響真空斷路器開斷過電流的能力，影響斷路器的壽命，嚴(yán)重時(shí)能引起斷路器爆炸。
5.3處理方法①在保證行程、超行程的前提下，通過調(diào)整三相絕緣拉桿的長(zhǎng)度使同期、彈跳測(cè)試數(shù)據(jù)在合格范圍內(nèi)；②提高配件的加工精度，使絕緣支座與軸、換向器與鋼銷、軸等緊密配合，減小空程間隙；③加強(qiáng)裝配工藝質(zhì)量控制，提高裝配工藝質(zhì)量。在真空斷路器裝配過程中，注意安裝合理，不使真空滅弧室受到額外的力；④調(diào)整導(dǎo)向管的位置，使滅弧室動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)軌跡通過滅弧室的軸心，真空滅弧室動(dòng)觸頭活動(dòng)自如，無任何卡澀現(xiàn)象；⑤適度加大觸頭超程彈簧預(yù)壓力。
通過采取以上措施，可以有效地控制真空斷路器合閘彈跳。如果通過調(diào)整無法實(shí)現(xiàn)，則必須更換數(shù)據(jù)不合格相的真空泡，并重新調(diào)整到數(shù)據(jù)合格。
5.4預(yù)防措施由于分體式真空斷路器存在諸多故障隱患，在更換斷路器時(shí)應(yīng)使用一體式真空斷路器；定期檢修工作時(shí)必須使用特性測(cè)試儀進(jìn)行有關(guān)特性測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題。
6、運(yùn)行維護(hù)與檢修試驗(yàn)
加強(qiáng)對(duì)10kV真空斷路器的維護(hù)非常必要，維護(hù)中應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作：
6.1在檢修維護(hù)試驗(yàn)中，要測(cè)試開關(guān)的導(dǎo)電回路電阻、開關(guān)的機(jī)械特性、斷口間的工頻耐壓試驗(yàn)，真空度試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)要滿足廠家規(guī)定。斷口間的工頻耐壓試驗(yàn)、真空度檢驗(yàn)是檢驗(yàn)真空管是否漏氣的有效方法。
6.2在保護(hù)定檢時(shí)，應(yīng)對(duì)斷路器做跳合閘試驗(yàn)，以檢驗(yàn)開關(guān)在有故障時(shí)，斷路器動(dòng)作是否可靠。
6.3對(duì)斷路器機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸等傳動(dòng)部位應(yīng)注入一些潤(rùn)滑油，對(duì)緊固件要進(jìn)行緊固確認(rèn)等，以確保斷路器傳動(dòng)靈活。
6.4開展真空度的測(cè)試工作。真空滅弧室真空度的測(cè)定主要有以下幾種方法：
6.4.1觀察法如果真空滅弧室的外殼是玻璃的，則可根據(jù)涂在玻璃內(nèi)壁表面上的鋇吸氣劑薄膜顏色的變化來判斷真空度：真空度良好時(shí)，吸氣劑薄膜呈鏡面狀態(tài)；真空度變差時(shí)，吸氣劑薄膜呈乳白色。這種用肉眼觀察真空度的方法不太準(zhǔn)確，只能作為參考。
6.4.2工頻耐壓法將真空斷路器置于分閘狀態(tài)下，在真空滅弧室的觸頭間加工頻電壓來判定真空度。如果真空滅弧室能耐受工頻電壓10秒以上，可認(rèn)為真空度滿足要求。如果隨著電壓升高，電流也增大，且超過，則認(rèn)為真空度不合格。這種方法簡(jiǎn)單易行，現(xiàn)場(chǎng)使用方便。
6.4.3磁控放電法磁控真空度測(cè)試儀通常在觸頭之間施加一次或數(shù)次高壓脈沖，脈沖寬度為數(shù)十到上百毫秒，磁場(chǎng)線圈中則通以同步脈沖電流，產(chǎn)生與高壓同步的脈沖磁場(chǎng)來測(cè)量真空度。
對(duì)于真空度不滿足要求，已接近或低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)6.6×10-2Pa時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行真空滅弧室的更換，對(duì)于真空度有較大幅度降低，但仍在合格范圍內(nèi)的真空斷路器，應(yīng)適當(dāng)縮短測(cè)試周期，并結(jié)合歷次測(cè)量情況進(jìn)行分析，判斷真空度下降的趨勢(shì)，據(jù)此決定真空斷路器是否繼續(xù)進(jìn)行。
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