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    10kv真空斷路器故障分析及處理意見

    2018-11-24 08:22:36

     前在10KV 及以下電壓等級配電網絡中,真空斷路器已基本取代油斷路器。真空斷路器具有適合頻繁操作、零件數少、檢修維護工作量小、電壽命長、防燃、防爆、運行可靠性高等優點,但在使用過程中也應注意預防故障。本文對常見的故障與原因進行了分析,提出了處理意見。


      近年來,真空開關發現缺陷和發生事故的次數有所增多,主要表現為真空泡慢性、漏氣機構卡阻等方面,這就要求切實加強真空開關在選型、安裝、運行、檢修等方面的全過程質量管理工作。真空斷路器主要由真空滅弧室、操作機構及支撐部分組成。其滅弧原理是:在真空中由于氣體分子的平均自由行程很大,氣體不容易產生游離,真空的絕緣強度比大氣的絕緣強度要高的多。當開關分閘時,觸頭間產生電弧。觸頭表面在高溫下揮發出金屬蒸氣,由于觸頭設計為特殊形式,在電流通過時產生一磁場,電弧在此磁力的作用下沿觸頭表面切線方向快速運動,在屏蔽罩上凝結了部分金屬蒸氣,電弧在自然過零時就熄滅了,觸頭間的介質強度又迅速恢復起來。真空斷路器的常見故障較多。


    一、真空滅弧室的漏氣問題


    1、故障現象與原因


      真空斷路器是以在真空中熄弧為特點,但不是在任何真空度下都可以,而是在某一定真空度范圍內才具有良好的絕緣和滅弧性能。真空開關中的內部真空度通常在6.5×10-1.3×10 Pa 范圍內。真空滅弧室的不同、動靜觸頭結構的不同、屏蔽罩的封接不同、殼體材料的不同、波紋管材質和加工方法的不同等,都會影響真空滅弧室的性能。我國的真空技術已能保證真空開關需要的真空度,而且封接技術可保證不漏氣,保持真空度。真空斷路器的電壽命由真空滅弧室的電壽命決定。高壓真空斷路器應用或保管環境的污穢等級、濕度、鹽霧等選擇不夠合適,有害氣體、凝露造成波紋管點狀腐蝕,可導致波紋管和蓋板及封接面的漏氣。隨著真空滅弧室使用時間的增長和開斷次數增多,其真空度也可逐步下降,下降到一定程度將會影響它的開斷能力和耐壓水平。真空斷路器的觸頭多為對接式結構,在分合操作中可能產生不同程度的反彈現象,不論分閘反彈還是合閘反彈都會給運行帶來危害。分合閘時的沖擊速度及沖擊力較大發生彈跳都可能產生觸頭和導電桿的變形,甚至產生裂紋。反彈可能導致波紋管經受強迫振動可能產生裂紋,使滅弧室漏氣。真空斷路器在真空泡內開斷電流并進行滅弧,而真空斷路器本身沒有定性、定量監測真空度特性的裝置,所以真空度降低故障為隱性故障,其危險程度遠遠大于顯性故障。真空度降低將嚴重影響真空斷路器開斷過電流的能力,并導致斷路器的使用壽命急劇下降,嚴重時會引起開關爆炸。


    2、故障處理


      保證高壓真空斷路器超行程、觸頭行程在規定范圍,合理的選擇使用和儲存環境,是解決真空滅弧室漏氣問題的重要措施。真空斷路器在安裝或檢修時,除了要嚴格地按照產品安裝說明書中要求調整測量觸頭超行程。真空滅弧室的觸頭接觸面在經過多次開斷電流后會逐漸被電磨損,觸頭行程增大,也就相當波紋管的工作行程增大,波紋管的壽命會迅速下降,通常允許觸頭電磨損最大值為3mm 左右當累計磨損值達到或超過此值,真空滅弧室的開斷性能和導電性能都會下降,真空滅弧室的使用壽命已到。


      為了能夠較準確地控制每個真空滅弧室觸頭的電磨損值,必須從滅弧室開始安裝使用時起,每次預防性試驗或維護時,就準確地測量開距和超行程并進行比較,當觸頭磨損后累計減小值就是觸頭累計電磨損值。新斷路器在投運前應測量分、合閘速度,因為它不僅可以建立原始技術資料,同時也可以及時發現產品質量上的一些問題,以便及時采取措施。當真空度降低時,必須更換真空泡或更換真空斷路器,并做好行程、同期、彈跳等特性試驗。


    二、絕緣故障


    1、故障現象與原因


      真空斷路器之所以如此輝煌,這與真空斷路器技術的不斷進步是分不開的。固封極注技術,就是真空斷路器技術巨大進步的體現。真空斷路器的極柱絕緣經歷了空氣絕緣- 復合絕緣- 固封絕緣。這就形成了三代真空斷路器。在第一代空氣絕緣中,帶電部分完全裸露在空氣中,它的絕緣水平隨著空氣中的濕度、灰塵以及運輸過程的磕碰而變化,并易受小動物等異物的影響。在第二代復合絕緣中,將滅弧室保護在環氧樹脂套筒內。但這種套筒沒有完全把高壓帶電部分包起來,里面還會灰塵、潮氣、昆蟲等影響。第三代絕緣也就是固封極柱,通過APG 工藝,利用環氧樹脂將滅弧室及上下出線端全部包封。這樣做不僅縮小了滅弧室尺寸,而且徹底不受外界環境(灰塵、潮氣等)的影響,提高了耐氣候性,此時環氧樹脂不僅作為一次部分的主絕緣,而又是它的機械支撐,其電場分布和應力分布優于各種形狀的絕緣隔板結構。


      目前,真空開關的使用狀況是三代真空斷路器共存。其中,由于第三代固封極柱真空斷路器的極柱固封技術是一種嶄新的技術,在國外也只有極少制造公司掌握這種技術。2003 年,我國同時研制出兩種固封極柱真空斷路器:VEP 型和VSM型。第三代固封極柱真空斷路器在市場的占有量還有限,大部分真空斷路器是第二代復合絕緣,受外界環境影響較大。運行中產生的熱量和電場應力都會使絕緣產生老化。絕緣故障在真空開關設備中仍居多,其威脅是不言而喻。


    2、故障預防與處理


      絕緣事故的預防主要從以下方面著手,一是從選擇真空斷路器時就考慮使用環境和平時維護檢修的條件,選擇質量可靠的產品。二是在安裝、調試、檢修過程中工裝工藝到位,防止操作過程中機構運動對絕緣體的外力破壞。三是在運行時的環境得到充分保證減少灰塵、潮氣等對設備的影響。減小維護周期,定期對開關的絕緣部分包括絕緣拉桿進行必要的清掃和外觀檢查。四是定期按規程規范對絕緣進行檢測。另外,加強絕緣壽命預測對減少絕緣事故有著重要的意義。一旦發生絕緣事故,其處理遵循找準事故原因采取相應對策的原則,對損壞的絕緣器件進行更換,并進行絕緣試驗。


    三、一些建議


      在現場運行管理中,應重視運行巡視、操作檢查到位,運行人員借以巡視檢查判斷的有效技術措施應予以進一步完善??偨Y以上典型故障形式,應做好以下工作


      1、斷路器分閘操作后,運行人員應認真檢查本體和機構分合閘指示器,條件允許時應檢查拐臂、傳動桿的位置,確認斷路器分閘到位。


      2、斷路器分閘操作后,檢查饋電線路的電流表、功率表、計量表以及相關的電流回路也可作為判斷是否帶電的輔助措施。


      3、完善開關小車示溫貼片的設置和檢查制度??稍鲈O開關極柱上接線端子處(打開防塵罩后可見)的示溫貼片。并結合停電進行檢查,發現異常及時處理。


      真空斷路器的故障多種多樣,運行人員應加強運行巡視,強化日常的維護檢測,在操作中注意觀察有無異?,F象,發現隱患后及時消除缺陷,嚴格執行電氣設備預防性試驗規程要求,保證檢修到位,確保修試質量,提高設備健康水平,絕不能對運行中的真空斷路器掉以輕心,避免事故發生。


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