提高10kV真空斷路器故障處理效率的方法

熊志偉

（廣東電網公司珠海供電局，廣東珠海 519000）

1 引言

10kV真空斷路器具有結構簡單、機械壽命長、維修工作量少、允許開斷次數多、適合于頻繁操作等諸多優點。在電網10kV系統中得到了廣泛應用。據不完全統計，在珠海供電局所屬各變、配電站內使用的各型號真空斷路器達一千余臺，基本上取代了其它介質熄弧的斷路器。它具有上述諸多優點，故障少，被稱為免維護設備。但是，10kV真空斷路器并不是完全不需要維護的，近年來，真空斷路器發現缺陷和發生事故的次數有所增多。如果10kV真空斷路器缺陷嚴重，容易造成事故越級，導致大面積停電，嚴重者會影響電網的安全運行和用戶用電需求。

通過在10kV真空斷路器檢修、維護及試驗工作中積累的一些經驗，提出了在現有的檢修資源配置下，通過在技術上、管理上等方面的改進和完善，提高10kV真空斷路器故障處理效率，總結如下。

2 10kV真空斷路器的幾種典型故障

2.1 分合閘不同期、彈跳數值偏大

按照10kV真空斷路器檢查維護要求，需定期通過特性測試儀對每臺斷路器進行機械特性。三相分、合閘時間，三相分、合閘不同期時間，以及合閘彈跳時間都需滿足設備技術要求。如在近期對一臺主變變低VS1型真空斷路器機械特性測試中（技術參數如表1所示，內部結構如圖1所示），盡管A、B、C三相合閘時間都滿足要求，在35-70ms以內，但是三相合閘不同期時間為4ms，遠大于該設備的技術要求：時間≤2ms，B相合閘時間比A相大4ms，而C相合閘時間接近A相。并且，B相合閘彈跳時間也不滿足技術要求，彈跳時間為3.5ms，數值偏大。出現不同期或彈跳數值偏大，都會嚴重影響真空斷路器開斷電流的能力，影響使用壽命，嚴重時會引起斷路器爆炸，影響電網的安全運行和用戶用電需求。正因為此故障為隱性故障，必須通過特性測試儀的測量才能得出有關數據，所以危害程度更大，發現后必須及時處理。

表1 VS1真空斷路器主要機械技術參數

圖1 VS1真空斷路器內部構造圖

出現這些缺陷的原因有：①斷路器本體機械性能較差，多次操作后，由于機械原因導致不同期或彈跳數值偏大；②斷路器在生產組裝過程中，傳動拐臂、傳動連板都等安裝工藝較差，絕緣拉桿、支架等元件材質較差；③觸頭平面與中心軸垂直度不好，碰合時產生橫向滑動等所致。

處理上述三相合閘不同期缺陷，對比機械特性數據后應調整B相的合閘時間。在保證B相觸頭開距、超行程滿足要求的前提下，通過調整B相絕緣拉桿的長度使該相合閘時間接近與另外兩相，從而使三相合閘不同期時間在合格范圍內。具體處理方法為：在斷路器分閘狀態下，將B相絕緣拉桿（9）與傳動拐臂（10）之間的銷釘拔出，然后轉動絕緣拉桿（9）上緊使其觸頭開距接近另外兩相。

處理B相彈跳時間大的缺陷，則可以在絕緣拉桿（9）與傳動拐臂（10）之間的銷釘間隙增加一個平墊片，使其滅弧室觸頭端面垂直度改善而減少彈跳的產生。若不能解決則應保證B相觸頭開距、超行程滿足要求的前提下，適當減少B相的超行程數值。在處理上述缺陷后都應重新進行機械特性，使其各項數據都需滿足該設備技術參數要求。

2.2 底盤輔助開關故障

10kV真空斷路器在運行一段時間后，偶爾會出現開關柜在工作位置或試驗／隔離位置時指示燈不亮，運行人員通常會上報是控制回路故障。這是由于真空斷路器底盤有兩個輔助開關，分別是S8和S9，它們都連通閉鎖回路。當底盤輔助開關S8或S9故障時，會導致閉鎖回路不通，閉鎖電磁鐵不能打開，從而使合閘控制回路不通。檢查這類型故障，我們可以使用萬用表檢查相對應的二次插頭是否接通來判斷底盤輔助開關狀況，如表2所示。真空斷路器底盤及輔助開關的實物圖如圖2所示。

表2 VS1真空斷路器底盤輔助開關接點

圖2 真空斷路器底盤及輔助開關實物圖

當確認二次接線不通時，用萬用表測量二次插頭至底盤輔助開關內部接線端子之間是否連通，如果連通，則表明是底盤輔助開關故障，否則是二次插頭至底盤輔助開關內部接線端子之間的二次線故障。處理這類型故障，只需更換底盤輔助開關即可。但是由于底盤輔助開關位置較為隱蔽，需要吊起斷路器后拆卸底盤，再進行檢查和更換。

2.3 儲能電機故障

彈簧操作機構儲能電機是否正常工作直接關系到合閘儲能回路是否良好，是斷路器能否實現正常分、合閘的關鍵所在。在合閘儲能不到位的情況下，若線路發生事故，而斷路器拒分閘，將會導致事故越級，擴大事故范圍。因此需在運行過程中在發現儲能指示燈不亮后應立即上報，避免缺陷惡化。

儲能電機故障的現象主要有：儲能電機損壞；儲能電機運轉不停止等。

儲能電機不能停止運轉的原因主要有以下幾點：行程開關安裝位置的偏上，行程開關觸點還沒有得到轉換，儲能電機仍處于工作狀態；儲能接點損壞；行程開關損壞。處理方法為：調整行程開關位置，實現電機準確斷電；如行程開關損壞，應及時更換。

儲能電機損壞的原因主要是：儲能電機運轉不停止，導致電機線圈過熱損壞；儲能電機本身有故障。處理方法需要斷路器能量釋放后更換儲能電機即可。

3 提高故障處理效率的幾種方法

3.1 研制10kV真空斷路器檢修架

當處理分、合閘不同期等缺陷，檢修底盤輔助開關等元件時，需要將小車開關吊起后才能檢修。而絕大多數變電站10KV高壓室內并沒有可靠起吊點，按照舊方法，需要將小車開關推出至高壓室外的空地后用起重機吊起檢修，耗費大量時間。因此研制了10kV真空斷路器檢修架，檢修架如圖3所示。既在斷路器檢修前將其吊起后拆除底盤，放在鐵架上進行檢修。該檢修架安全可靠、移動靈活、使用便捷，大大提高了故障處理效率。

以下是使用檢修架處理一起底盤輔助開關S8損壞缺陷過程：斷路器彈簧能量釋放后，先將左側合閘彈簧底部固定螺絲松開，然后將該合閘彈簧后面的閉鎖連桿螺絲松開，最后將底盤與機構連接的4顆固定螺絲松開后即可將兩者分離。在更換后底盤輔助開關S8后，將所以拆卸螺絲恢復即可完成檢修。

圖3 檢修架實物圖

表3 使用檢修架處理故障時間對比

由表3所示可以看出，使用檢修架處理上述缺陷的時間比原先縮短了1／3左右，提高了故障處理效率。

3.2 應用開關柜在線局部放電檢測技術

10kV真空斷路器的運行數量越來越多，由于柜體金屬封閉，檢測手段較少。按照傳統試驗是定期（周期為六年或三年）對小車開關停電進行電氣試驗，試驗周期長，且開關柜內的絕緣子等設備無法進行試驗，難以有效發現設備缺陷。2009年開始推廣應用局部放電測試儀和TEV測試儀（UltraTEV PLUS+TM）來診斷及評估中壓（MV）、高壓（HV）開關設備上各種局部放電活動，能夠盡早發現缺陷并停電處理，取得很好的效果，如圖4所示。

以下10kV開關柜傳統試驗與在線局部放電檢測試驗技術對比，如表4所示。

圖4 UltraTEV PIUS+TM

表4 傳統試驗與在線檢測試驗技術對比

通過應用開關柜在線局部放電檢測技術，操作簡便、安全可靠、靈敏性高，由于能夠帶電在線檢測，可在設備缺陷形成初期及時發現，避免缺陷進一步擴大形成故障或事故，提高了缺陷處理效率。

3.3 深化10kV真空斷路器檢修管理

為了提高故障處理效率，將故障消滅在初期，不斷深化10kV真空斷路器檢修管理，建立和實施各項管理措施，取得了很好的效果。

對斷路器檢查維護進行電子化管理，將特性試驗數據錄入試驗管理數據庫，并將其共享在班組公共盤，為今后停電檢查、處理缺陷提供依據。

對斷路器缺陷情況電子化管理，詳細記錄設備缺陷情況，編制相對應的缺陷處理計劃，形成初步處理方法，待工作計劃滿足要求后及時進行消缺。

對故障處理所需工器具、備品規范化管理，將所有工器具、備品按照6S定置擺放，確保在工作中能夠使用恰當的工器具、備品及時處理斷路器缺陷。

4 結束語

10kV真空斷路器優越的電氣特性，得到了廣大電力部門的一致認可，大量使用在電力系統中。上述有關提高斷路器故障處理效率的一些經驗，僅供工程技術人員在實際工作中參考借鑒，以期充分利用，更好地解決問題，以確保電氣設備的安全穩定運行，保證供電可靠性。

［1］葉章輝，潘桂謙等.變電檢修：11-055／電力行業職業技能鑒定指導中心編［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［2］GB3309-1989，高壓開關設備常溫下的機械試驗［S］.

［3］VS1型戶內高壓真空斷路器安裝使用說明書.

［4］孔令明等.開關柜局部放電帶電檢測定位技術的應用與研究［J］.山東電力技術，2010.