10kV真空斷路器常見故障及處理方法

左述鵬

摘要：作為新型開關設備，10kV真空斷路器對于保障電網運行的安全性與穩定性具有重要作用，然而由于設計缺陷及技術失誤等原因的影響，真空斷路器經常會出現漏氣機構卡阻、真空泡慢性等故障問題，影響了斷路器的正常使用。文章首先介紹了10kV真空斷路器的常見故障類型，然后具體探討了10kV真空斷路器故障處理措施，以期為相關技術與研究人員提供參考。

關鍵詞：10kV；真空斷路器；開關設備；故障處理；絕緣故障

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0130-02

真空斷路器主要由操作機構、真空滅弧室及其支撐部分構成，其基本工作原理為：由于真空中氣體的平均自由形成較大且不同出現游離，當進行開關分閘時，觸頭間會出現電弧，觸頭表面會在高溫作用下生成金屬蒸汽，而電流在觸頭部位形成的磁場會使電弧沿觸頭表面切線方向迅速移動，在屏蔽罩上凝結一些技術蒸汽，電弧在自然過零時便熄滅，觸頭間的介質強度就會重新恢復。相比較10kV油開關，10kV真空斷路器具有滅弧性能好、開斷容量高、運行維護方便、壽命長等優點。然而由于設計缺陷及技術失誤等原因的影響，真空斷路器經常會出現漏氣機構卡阻、真空泡慢性等故障問題，這對于斷路器的正常使用帶來了非常不利的影響。因此，加強有關10kV真空斷路器常見故障及處理方法的研究，對于改善真空斷路器運行質量具有重要的現實意義。

1 10kV真空斷路器的常見故障類型

1.1 真空度降低

真空斷路器需要在真空泡內進行電流開斷及滅弧。而由于真空斷路器缺乏相應的定量或定性檢測真空度的設備，所以真空度下降引起的故障問題較難發現，且其故障危害程度要遠高于其顯性故障。引起真空度下降的可能原因有：在操作分體式真空斷路器時，由于連桿的操縱距離過長使得開關的超行程、彈跳、同期等工作特性受到影響，進而加快了真空度下降的速率；真空泡的制作工藝或制作材料存在缺陷，使得真空泡內部存在較多細小漏點；真空泡波形管的制作工藝或材料質量不達標，在重復操作多次后會出現漏點。真空度下降會對真空斷路器的開端電流性能及運行壽命產生嚴重影響，情況嚴重時還可能引發爆炸事故。

1.2 誤動、拒動故障

1.2.1 真空斷路器工作中出現斷相。當真空斷路器與高壓電動機接通時，可能會發生斷相問題導致電動機缺相運行而燒毀。其產生原因可能是由于斷路器觸頭材料較軟，且采用對接方式處理，當進行多次分合閘操作后觸頭很容易出現變形，進而使斷路器超行程發生變化，影響該相接頭的正常接觸。

1.2.2 真空斷路器分閘失靈。其操動機構的故障表現主要有分閘鎖扣銷子滑脫、分閘鎖扣扣住過量、分閘鐵芯的行程調控不合理等；電氣方面的故障表現有輔助開關接觸質量較差、分閘電壓不足、分閘線圈出現斷線等。

1.2.3 真空斷路器合閘失靈。其操動機構的故障表現為輔助開關的行程過大，使得觸片發生彎曲變形，接觸質量差；合閘時分閘鎖扣出現脫落，分閘鎖扣的尺寸不合理；其電氣方面的故障表現有合閘線圈匝間短路二次接線出現失誤或合閘線圈發生斷線；合閘電源整流部分發生故障、合閘電壓不足等。

1.3 絕緣故障

目前真空斷路器主要采用的是傳統的復合絕緣方式，其主要是將滅弧室保護在環氧樹脂套筒內。由于套筒未能將高壓帶電部分進行全面包裹，使得此種絕緣方式受環境影響較大，真空斷路器工作時形成的電廠應力與熱量都會加劇絕緣的老化程度。

1.4 合閘觸頭彈跳時間過長、分合閘不同期

其故障形成原因可能是：真空斷路器的支架與絕緣拉桿等材料不合格；真空斷路器的機械性能較低；真空斷路器的中心軸與觸頭平面的垂直度較差，在碰合時容易出現橫向滑動；在生產制作斷路器時，采用了不恰當的傳動連扳與傳動拐臂安裝工藝。

1.5 彈簧儲能不到位

斷路器合閘后，其儲能開關在接通電機回路后對彈簧進行儲能，然而經常會發生彈簧儲能不到位的故障。其形成原因可能有：儲能齒輪的棘爪或齒牙出現嚴重磨損，在驅動過程中容易出現打滑脫扣問題，進而導致電機空轉、儲能不到位；儲能限位開關的限位較小，導致儲能回路的過早開斷，引起儲能不到位；儲能電機出現老化，使得儲能電機在標準范圍內無法儲能。

2 10kV真空斷路器的故障處理措施

2.1 真空度下降處理

在日常巡視檢查的過程中要對斷路器的真空泡外部進行全面檢查，觀察是否存在放電問題，若存在放電現象則表明真空泡的真空度不達標，應當立即進行斷電更換；在定期檢修過程中，應采用真空測試儀對真空泡的真空度進行定量定性測試，保證真空泡內的真空度值正常合理，若真空度出現降低，則更換真空泡，并進行彈跳、同期及行程等特性試驗。

2.2 誤動、拒動故障預防與處理

2.2.1 改善控制回路工作的可靠性。要確保接線可靠，不會因為重復操作一定次數后出現振動滑脫；輔助開關的節點要做防腐處理，且固定牢固，避免出現竄動問題，要恰當調整聯動機構，防止出現變動。

2.2.2 避免臟污與銹蝕。臟污與銹蝕問題會嚴重影響操作機構的可靠性，降低操作系統的機械特性，嚴重時會造成分合閘拒動故障。因此在日常維護中應做好潤滑處理，將硫化鉬固體潤滑劑涂抹在軸、銷等位置；保證機構工作環境的清潔，要定時清掃滑動配合與旋轉機構上的臟污。

2.2.3 對于斷路器的行程要求問題，可通過調整分閘定位件的墊片，使三相行程能夠符合設計標準，保證三相同步。

2.2.4 在處理合閘控制回路故障時，應采用萬用表對二次插頭接通狀況進行檢測以鑄鍛底盤輔助開關狀況；當確定二次插頭接線連通斷開時，則應采用萬用表測試二次插頭與輔助開關內部接線端子之間是否正常連通，若連通則表明底盤輔助開關出現故障，若不連通則表明是兩者之間的二次線出現故障；故障處理時將斷路器的底盤輔助開關更換即可。endprint

2.3 絕緣故障預防與處理

2.3.1 采用固封極柱技術進行絕緣處理，其主要利用APG工藝使用環氧樹脂包封住斷路器的滅弧室及上線出線端；此種絕緣方式不僅能減少潮氣、灰塵等外界環境影響，還能縮小滅弧室尺寸，提高設備耐氣候性。

2.3.2 定期進行絕緣檢測，并做好絕緣裝置壽命預測分析。

2.3.3 在檢修、調試與安裝過程中要嚴格按照規范進行操作，避免由于操作失誤引起絕緣體的破壞。

2.3.4 縮短維護周期，要定期檢查和清掃絕緣拉桿、開關絕緣裝置等部位；控制絕緣設備工作環境，減少潮氣、灰塵等對設備的干擾。

2.4 合閘觸頭彈跳時間過長與分合閘不同期故障處理

2.4.1 對于合閘觸頭彈跳時間過長故障，可先將一平墊片安置在傳動拐臂與絕緣拉桿之間，然后調整滅弧室觸頭端面的垂直度，以降低彈跳問題的發生；若故障問題仍存在，則應當在滿足超行程與觸頭開距的基礎上盡可能降低此相的超行程數值。

2.4.2 對于分合閘不同期故障，影響采用特性測試儀對斷路器的三相分合閘不同期時間、三相分合閘時間、合閘觸頭彈跳時間等機械特性進行測試，在滿足超行程與觸頭開距標準的基礎上，調整相關相絕緣拉桿的長度，從而將三相觸頭分合閘的不通氣時間降低到設計要求以內；調整絕緣拉桿時，可在斷路器進行分閘動作的過程中，拔出傳動拐臂與絕緣拉桿之間的銷釘，然后移動絕緣拉桿對觸頭開距進行調整。

2.5 彈簧儲能不到位處理

對于儲能齒輪的磨損可先用細砂紙對儲能延時繼電器的觸電進行修復打磨，或對其觸頭的整定值進行調控，以保證電動機能在延時整定值的范圍內實現儲能，并且延時要高于電機的實際儲能時間；對于儲能開關的過早開斷，應對開關進行全面檢查，并合理調整限位開關的位置；對于儲能電機出現老化的問題，應視老化情況進行電機更換。

2.6 其他運行維護措施

2.6.1 在斷路器進行分閘操作后，可全面檢查饋電線路的功率表與電流表，通過相關電流回路的檢測來輔助診斷設備是否帶電。

2.6.2 工作人員應對斷路器的機構分閘指示器進行檢查，并觀察傳動桿與拐臂的位置是否正確，以判斷斷路器是否分閘到位。

2.6.3 應將顯示回路與整流回路相互獨立的帶電顯示設備安裝在10kV饋線線路的兩側，待斷路器分閘操作后，對線路附帶的顯示裝置是否存在帶電顯示進行檢查；此種方式在負荷側無反供電的條件下，能夠有效診斷真空泡的漏氣情況及滅弧室分斷狀況。

3 結語

真空斷路器的故障處理質量直接關系著斷路器的運行質量與使用壽命，因此，相關技術與維護人員應當加強有關10kV真空斷路器故障問題的研究，總結斷路器故障發生規律及故障處理技術要點，以逐步改善真空斷路器運行質量。

參考文獻

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