真空斷路器運行維護及故障分析

黃繼攀

摘要：隨著電網的發展和技術的進步，我國電網真空斷路器使用量逐年增加，為確保真空斷路器的安全可靠運行，首要的是對真空斷路器進行檢修及維護。文章通過對真空斷路器基本特性、構成要素、工作原理的闡述，詳細分析真空斷路器在運行維護中需注意的事項、故障因素及預防措施。

關鍵詞：真空斷路器；檢修維護；真空滅弧室；電網改造；動靜觸頭

中圖分類號：TM561文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）24-0083-03

真空斷路器在電力系統中的使用越來越廣泛，尤其是性能優越的真空斷路器，在城市電網改造、農村電網改造中發揮重要作用。真空斷路器性能的優越取決于真空滅弧室的質量及成熟的檢修維護系統。而真空滅弧室的優點在于切斷電源后能迅速熄弧并抑

制電流，避免真空斷路器事故和意外的發生。

1真空斷路器基本特性

真空斷路器的機械操作、開斷性能、絕緣性能、二次控制、環境耐受能力是真空斷路器運行的前提，對提高真空斷路器的運行提供可靠的保障。

1.1真空斷路器的特點

真空斷路器因滅弧介質和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質都是高真空而得名。因滅弧介質為真空，無火災和爆炸危險，所以對環境的污染較小。真空斷路器的熄弧過程在密封的容器中完成，電弧和熾熱的電離氣體不向外界噴濺，因此不會造成絕緣間隙閃絡或擊穿。

1.2真空斷路器的構成要素

真空斷路器由真空滅弧室、操動機構、觸頭、操作面板等部分組成。真空滅弧室是真空斷路器中最重要的部件，真空滅弧室是用密封在真空中的一對觸頭，來實現電力電路接通分斷功能的一種電真空器件，是利用高真空作絕緣介質。真空滅弧室的觸頭是產生電弧、熄滅電弧的部位，觸頭結構對真空滅弧室的開斷能力有很大影響。

2真空斷路器的工作原理

真空斷路器工作原理是利用高真空中電流流過零點時，等離子體迅速擴散而熄滅電弧，完成切斷電流的目的。真空斷路器因真空中不存在導電介質，電弧會快速熄滅，所以真空斷路器的動靜觸頭之間的間距很小。其真空間隙中的絕緣強度不僅與間隙的大小、電場的均勻程度有關，而且受電極材料的性質及表面狀況的影響較大。如果要保持真空滅弧室的絕緣強度，其真空度應不低于4～10托。真空滅弧室是真空斷路器的重要部分，動靜觸頭是真空滅弧室的重要部分。動靜觸頭的特殊構造使得觸頭的間隙在燃弧時產生的縱向磁場可提高真空滅弧室的開斷電流能力及壽命。

2.1真空斷路器的合閘操作過程

真空斷路器的操作機構接到合閘信號后，合閘電磁鐵的鐵心向下運動，拉動定位件向逆時針方向轉動，解除開關儲能狀態。真空斷路器的合閘彈簧帶動儲能軸套逆時針方向轉動，其凸輪壓動傳動軸套，帶動連板及搖臂運動，使搖臂扣住半軸，此時真空斷路器的操作機構處于合閘狀態，合閘操作過程結束。

2.2真空斷路器的分閘操作過程

真空斷路器合閘后，分閘電磁鐵接到信號，分閘電磁鐵的鐵芯吸合致使分閘脫扣器中的頂桿向上運動，脫扣軸轉動，頂動彎板并帶動半軸向反時針方向轉動，使搖臂與半軸解扣，在分閘彈簧的作用下，真空斷路器完成分閘操作。

2.3真空斷路器分閘、合閘調試

真空斷路器分閘與合閘的調試主要表現在搖臂、半軸、分閘合閘彈簧上。搖臂與半軸的扣接量為1.5～2.5mm，當轉動軸套轉動最大角時，為保證傳動軸套回落到合閘位置，搖臂與半軸間要有1.5～2mm的間隙，這樣搖臂能自動扣接到半軸上。如果扣接量出現問題，可以通過螺釘的調整來解決。而分閘合閘的彈簧預拉長度，保證了真空斷路器的可靠分合。對于分閘合閘的彈簧預拉力（預拉長度），我們可以通過如下測試來計算了解。彈簧壓力F2滿足觸頭壓力所需，受機構鎖扣作用。在合閘狀態下，02點為分閘簧作用力的支點。觸頭壓力產生的反力與彈簧的作用力相對軸02平衡，則F2×02B×COS3.2=FA×02A×COS13.8。FA的大小僅滿足額定運行狀態下所需的觸頭壓力即可，取FA=3500N，已知：02B=163.9mm，02A=65.5mm，

根據F2=FA×02A×COS13.8/(02B×COS3.2)，則F2=1362.5N。如圖1所示：

3真空斷路器的運行維護注意問題

真空斷路器在運行過程中，要定期檢查滅弧室的真空度。定期進行工頻耐壓試驗和沖擊耐壓試驗。嚴格控制真空斷路器中的機械參數。不僅要對真空滅弧室觸頭磨損程度進行監控，還要對分、合閘速度進行控制，真空斷路器的開斷操作情況進行統計，如此才能保

證真空斷路器的在運行過程中的安全性、穩定性。

真空斷路器在運行維護中，需注意真空斷路器的基本參數。真空斷路器的基本參數必須滿足裝設地點的運行工況，尤其要重視基本參數中的機械參數調整。真空斷路器機械參數的合理配置，直接關系其技術性能及壽命。因此，嚴格按照機械參數指標要求，規范管理，保證技術性能指標和質量的可靠性。

3.1嚴格控制真空斷路器的合、分閘速度

真空斷路器需要嚴格控制開關的合閘、分閘速度。合閘速度過低，擊穿時間加長，增大觸頭磨損量。合閘速度過高，波紋管沖擊大，降低波紋管壽命。分閘速度過快，分閘反彈大，容易產生重燃。因此真空斷路器的合閘、分閘速度，要嚴格控制。合閘、分閘的緩沖器要具備良好特性，這

樣能減輕沖擊力，保證真空滅弧室的使用壽命。

3.2合理安排真空斷路器的檢修周期

真空斷路器的狀態檢修對保障電力系統的安全生產、減少檢修成本有著重要的意義。因此對真空斷路器的檢修維護應足夠重視，增加運行檢修次數，調整預示周期，在線監測合、分閘電壓電流。當合、分負荷電流次數達到2000次，開斷額定電流10次后，應立即按照真空斷路器的檢修要求檢查各部位的螺栓有無松動。合理安排真空斷路器的檢修項目及操作周期。

4真空斷路器的故障分析、處理方法、預防措施

4.1故障分析

真空斷路器故障的原因包括分合閘線圈、回路接觸、連接件損壞的機構和傳動件故障，其故障比例占總故障的67.6%。真空度下降的真空滅弧室故障占18.1%。電氣控制、輔助回路損壞的控制和輔助回路故障占9.5%、連接處、絕緣部件、緩沖器損壞的其他故障占4.8%。無論是機械故障還是其他故障均應引起重視。

4.2處理方法

真空斷路器在遇到故障之前應利用現有成熟的在線監測技術，對真空斷路器的機構、傳動件、電氣控制、輔助回路電壓、分合閘線圈電壓、電流等參數進行監控。建立健全設備損壞數據、缺陷統計分析制度，定期采集運行狀態數據，制定完善的狀態檢修流程。

4.3預防措施

真空斷路器在運行過程出現故障之前應做好預防措施。首先在選用真空斷路器時，要選擇本體與操作機構一體及信譽良好的成熟產品。其次定期檢修真空斷路器運行狀態，監測真空斷路器的真空泡外部放電現象，遙控分閘現象，繼電保護現象。對真空斷路器進行定期工頻耐壓試驗（42kV）及定期檢查滅弧室的真空度。制定出真空斷路器的工頻耐壓試驗周期，檢查測量每相主導電回路的電阻值。再次對觸頭接觸電阻與觸頭間的壓力，合閘彈跳，分閘同期，開距，壓縮行程，合、分閘速度，合、分閘時間，直流接觸電阻，斷口絕緣水平，傳動驗收試驗的參數進行測試和復核，確保真空斷路器的設備處于良好的工作狀態。

5結語

隨著真空斷路器設計、制造水平的提高和檢測手段的不斷提高，原有的維護檢修制度已不適應電網的發展。因此，對真空斷路器進行定期檢修及維護是至關重要的。充分利用準確的在線監測手段，及時準確掌握設備的狀態。在線監測數據的準確性，直接影響對斷路器運行狀態的判斷。斷路器的狀態檢修，不僅是一種檢修策略，還是一種檢修管理制度,充分發揮檢測設備和檢修人員的作用，規范狀態檢修

管理，使狀態檢修工作不斷完善和深入。

參考文獻

[1]林立生．真空斷路器簡介[J]．河北電力技術，1983，（3）：12-13．

[2]燕東園．真空斷路器的運行[J]．建筑電氣，1983，（2）：2．

[3]王季梅．真空斷路器技術與應用[M]．北京：機械工業出版社，2008：30-40．

[4]黃謀甫．真空斷路器的維護與檢修 [J]．農村電氣化，2009，（11）：10-13．

[5]趙哲．10kV真空斷路器的故障處理[J]．電力安全技術，2002，（11）：2．

（責任編輯：秦遜玉）