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真空断路器常见故障原因分析及处理

一、真空断路器工作原理

真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名;其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点,在配电网中应用较为普及。真空断路器技术标准真空断路器在我国近十年来得到了蓬勃的发展,至今方兴未艾。产品从过去的ZN1~ZN5几个品种发展到现在数十多个型号、品种,额定电流达到5000A,开断电流达到50kA的较好水平,并已发展到电压达35kV等级。

真空断路器是电力系统中主要的开关设备。真空断路器在电力系统中的作用是:当电力系统正常运行时,真空断路器能切断和接通线路及各种电气设备的空栽和负载电流;当电力系统发生故障时,真空断路器和继电保护配合,迅速切除故障电流,防止扩大事故范围。

二、真空断路器主要构成

1.支架:安装断路器各功能组件的架体。

2..真空灭弧室:是真空断路器的熄弧元件。

3.导电回路:使灭弧室的动端与静端连接构成的电流通道。

4.传动机构:实现灭弧室的合、分闸操作。

5.绝缘支撑:绝缘支持件将各功能元件,架接起来满足断路器的绝缘要求。

6.操动机构:是真空断路器的动力驱动装置。真空断路器对操动机构的基本要求如下:a.要有足够的合闸输出功;保证真空断路器具有关合短路故障电流的能力。

b.机构的输出特性尽量与真空断路器的反力特性相匹配。

c.真空开关具有足够的动稳定性。

d.要保证在65%~12既分闸电压下能正常分闸,而在30%额定操作电压下不得分闸。

e.操作机构应具有自由脱扣的功能。

f.具有电动或手动操作功能。

三、真空断路器的常见故障分析及处理经验

1.真空断路器真空泡真空度降低

真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧。由于真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置,所以真空度降低,故障不易被发现,其危险程度远远大于其它显性故障。出现真空度降低的主要原因有:真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题,多次操作后出现漏点;真空泡的材质或制作工艺存在问题,真空泡本身存在微小漏点;分体式真空断路器在操作时,由于操作连杆的距离比较大,直接影响真空断路器的同期、弹跳、超行程等特性,使真空度降低的速度加快。真空度降低将严重影响真空断路器开断电流的能力和使用寿命,在真空度比较低时还会引起真空断路器的爆炸,所以在进行真空断断路器定期检修时,必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试,确保真空泡具有一定的真空度;当真空度降低时,必须更换真空泡,并做好行程、同期、弹跳等特性试验。

2.真空断路器合闸失灵

真空断路器拒绝合闸,有四个方面的原因:线路上有故障;操作不当;操作、合闸电源问题或电气二次回路故障;断路器本体传动机构和操动机构的机械故障。处理断路器拒绝合闸故障,必须善于区分故障范围先判定是否断路器合于预伏故障线路上引起跳闸,可从合闸操作时有无短路电流引起的表计指示冲击摆动及有无照明灯突然变暗,电压表指示突然下降来判断。如判明线路有故障,隔离故障区域后再投断路器。判明是否属于操作不当,应检查有无装合闸保险,控制开关是否复位过快或未到位以及转换开关是否位置正确等。检查操作合闸电源电压是否过高或过低,检查操作合闸保险是否熔断或接触不良,检查控制开关及辅助触头是否接触不良,回路是否断线或接线错误。检查操动机构是否卡死,辅助触头和机构调整是否不当。一般是操作机构连接部件的间隙不合格造成的,需要检查并更换新的高硬度的合格零件。

3.真空断路器分闸失灵

根据故障原因的不同可分为:真空断路器远方遥控操作分闸;但真空断路器不能断开。其原因有:分闸操作回路断线;分闸线圈断线;操作电源电压降低;分闸线圈短路,分闸能力降低;分闸顶杆变形,分闸时存在卡涩现象等。如果分闸失灵发生在事故时,将导致事故的扩大。所以运行人员若发现分合闸指示灯不亮,应及时检查分合闸回路是否断线;检修人员在停电检修时应注意测量分闸线圈的电阻,检查分闸顶杆是否变形;如果分闸顶杆的材质为铜质应更换为钢质;必须进行低电压分合闸试验,以保证真空断路器性能可靠。

4.真空断路器弹簧操作机构合闸储能回路故障

弹簧操作机构合闸储能回路故障的现象有:合闸后无法实现分闸操作;储能电机运转不停止等。其原因主要是行程开关安装位置的偏上或偏下,以及行程开关是否损坏。在合闸储能不到位的情况下,若线路发生事故,而真空断路器拒分闸,将会导致事故越级,扩大事故范围;如储能电机损坏,则真空断路器无法实现分合闸。运行人员在倒闸操作时,应注意观察合闸储能指示灯,以判断合闸储能情况。如出现上述故障时,应调整行程开关的位置,实现电机准确断电或更换已损坏的行程开关。检修人员在检修工作结束后,应就地进行2次分合闸操作,以确定真空断路器在良好状态。

5.真空断路器分合闸不同期,弹跳数值大

此故障为隐性故障,必须通过特性测试仪的测量才能得出有关数据。出现这种故障的原因有:真空断路器本体机械性能较差,多次操作后,由于机械原因导致不同期,弹跳数值偏大;分体式断路器由于操作杆距离较大,分闸力传到触头时,各相之间存在偏差,导致不同期、弹跳数值偏大。如果不同期或弹跳数值偏大,都会严重影响真空断路器开断电流能力,影响真空断路器的使用寿命。由于分体式真空断路器存在诸多故障隐患,在更换真空断路器时应使用一体式真空断路器;定期检修工作时必须使用特性测试仪进行有关特性测试,及时发现问题。通过对真空断路器的常见故障分析及处理经验总结,可以更好的指导动力厂做好真空断路器运行、维护、检修等工作,保证真空断路器的安全、可靠运行。

6.其它故障

断路器机构储能后,储能电机不停,此时应调整行程开关安装位置,使得摇臂在最高位置时能将行程开关常闭接点打开;断路器直流电阻增大。此时需要调整灭弧室触头开距和超行程;断路器合闸弹跳时间增大。可以适当增大触头弹簧的初压力或更换触头弹簧;若拐臂、轴销间隙超过0.3mm,可更换拐臂、轴销;调整传动机构,利用机构在合闸位置超过主动臂死点时传动比很少的特点;将机构向靠近死点方向调整,可减小触头合闸弹跳;断路器中间箱CT表面对支架放电;断路器灭弧室不能断开。通常是由于灭弧室真空度下降,灭弧室内绝缘下降,耐压不合格所造成的。

四、小结

真空断路器作为新一代先进开关设备在逐步得到广泛应用,但随着其应用增多,也不可避免出现缺陷率和故障率升高的现象。目前真空断路器故障多种多样,除了本文分析一些常见故障外在日常使用中仍可能发生一些新问题,为使真空断路器可靠工作,运行人员应加强巡视强化日常的维护检测,及时发现问题及时汇报解决。检修人员应严格执行电气预防性试验,严格按规程要求,确保检修质量,提高设备健康水平,避免事故发生。

参考文献

[1]电业安全工作规程 .(发电厂和变电所电气部分)国家行业标准.

[2]郭仲礼,高压电工实用技术 机械工艺出版社

[3]刘玉福,高压真空断路器故障分析与排除[J],电工技术 ,2012(3)

 

 

发布时间:2013-8-15 访问次数:2771