煉鋼廠kV真空斷路器拒動(dòng)、誤動(dòng)的優(yōu)化分析

張偉

摘 要：為了使真空斷路器可靠正常工作，本文通過(guò)對(duì)煉鋼廠10kV真空斷路器常見(jiàn)故障的分析與處理，總結(jié)出真空斷路器拒動(dòng)、誤動(dòng)的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：真空斷路器；真空滅弧室；操動(dòng)機(jī)構(gòu)；控制回路

0 引言

煉鋼廠自2008年建廠以來(lái)，10kV系統(tǒng)高壓柜全部采用VA型戶(hù)內(nèi)防爆式真空斷路器。真空斷路器因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名，其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧速度快的優(yōu)點(diǎn)，在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為普及。

近年來(lái)，真空開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)缺陷和發(fā)生事故的次數(shù)有所增多，比例雖低但問(wèn)題較突出，真空斷路器的拒動(dòng)和誤動(dòng)故障基本上是由真空滅弧室、操動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制回路所引起的，其故障預(yù)防和優(yōu)化分析從以下3個(gè)方面展開(kāi)：

1 真空滅弧室引起拒動(dòng)、誤動(dòng)的故障分析及優(yōu)化方案

真空滅弧室是VA型真空斷路器的關(guān)鍵部件，它是采用玻璃或陶瓷作支撐及密封，內(nèi)部有動(dòng)、靜觸頭和屏蔽罩，室內(nèi)真空為10-3～10-6Pa的負(fù)壓，保證其開(kāi)斷時(shí)的滅弧性能和絕緣水平。現(xiàn)重點(diǎn)分析引起滅弧室拒動(dòng)誤動(dòng)主要有兩個(gè)主要原因：真空度和動(dòng)靜觸頭。

1.絕緣子 2.上出線(xiàn)端 3.下出線(xiàn)端 4.軟聯(lián)接 5.導(dǎo)電夾 6.萬(wàn)向桿 7.軸銷(xiāo) 8.杠桿 9.主軸 10.絕緣拉桿 11.操動(dòng)機(jī)構(gòu) 12.滅弧室 13.觸頭彈簧

1.1 真空度

高壓真空斷路器應(yīng)用或保管環(huán)境的污染等級(jí)、濕度、鹽霧等選擇不夠恰當(dāng)，有害氣體、水漬造成波紋管點(diǎn)狀的腐蝕，可導(dǎo)致波紋管和蓋板及封接面的漏氣。隨著真空滅弧室使用時(shí)間的增長(zhǎng)和開(kāi)斷次數(shù)增多，其真空度也會(huì)逐步下降，從而影響它的開(kāi)斷能力和耐壓水平。

真空斷路器在使用過(guò)程中必須定期檢查真空滅弧室的真空度，特別對(duì)玻璃外殼真空滅弧室，可以對(duì)其內(nèi)部部件表面顏色和開(kāi)斷電流時(shí)弧光的顏色進(jìn)行目測(cè)判斷。當(dāng)內(nèi)部部件表面顏色變暗或開(kāi)斷電流時(shí)弧光為暗紅色時(shí)，可以初步判斷真空已嚴(yán)重下降。這時(shí)，應(yīng)馬上通知檢測(cè)人員進(jìn)行停電檢測(cè)。如果在試驗(yàn)升壓過(guò)程中，真空滅弧室內(nèi)部發(fā)生持續(xù)擊穿或輝光放電，則確定真空滅弧室真空度已嚴(yán)重下降，不能繼續(xù)使用。條件允許的情況下，每3年左右進(jìn)行一次工頻耐壓試驗(yàn)。

1.2 觸頭

煉鋼廠所采用的VA型12k高壓真空斷路器，其真空滅弧室的觸頭行程為11±1mm左右，超程為3±0.5mm。應(yīng)該嚴(yán)格控制觸頭的行程和超程，必須按說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行調(diào)整。在爐役檢修后一定要進(jìn)行測(cè)試，并與出廠記錄進(jìn)行比較。不能誤以為開(kāi)距大對(duì)滅弧有利，而隨意增加真空斷路器的觸頭行程。過(guò)多地增大觸頭的行程，會(huì)使得斷路器合閘后在波紋管產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力，從而引起波紋管的損壞，破壞斷路器的密封，使真空度下降。

真空滅弧室的觸頭接觸面在經(jīng)過(guò)多次開(kāi)斷電流后會(huì)逐漸磨損，觸頭行程增大，波紋管的工作行程增大，其壽命會(huì)迅速下降，通常允許觸頭磨損最大值為3mm左右。當(dāng)累計(jì)磨損值大于等于此值時(shí)，真空滅弧室的開(kāi)斷性能和導(dǎo)電性能都會(huì)下降。保證高壓真空斷路器真空度不漏氣、觸頭定期保養(yǎng)檢查是解決真空滅弧室拒動(dòng)、誤動(dòng)的重要措施。

2 操動(dòng)機(jī)構(gòu)引起拒動(dòng)、誤動(dòng)的故障分析及優(yōu)化方案

VA型真空斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)為彈簧機(jī)構(gòu)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)與操作桿相連和真空斷路器的主體分立。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障主要原因?yàn)椋簼?rùn)滑系統(tǒng)差，動(dòng)作環(huán)節(jié)較多，工作狀態(tài)非連續(xù)性。煉鋼廠針對(duì)這些操動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障，采取以下優(yōu)化方案：

2.1 防止松動(dòng)和蹩勁

機(jī)構(gòu)在操作過(guò)程中會(huì)發(fā)生沖擊和振動(dòng)，在所有緊固處設(shè)有防松措施，受力較大的活銷(xiāo)，不可單用開(kāi)銷(xiāo)定位，防止由于操作時(shí)各連板上的作用力不平衡，造成活銷(xiāo)蹩勁，而崩斷開(kāi)口銷(xiāo)。

2.2 防止銹蝕和臟污

銹蝕和臟污會(huì)明顯降低機(jī)構(gòu)操作可靠性，使操作系統(tǒng)的機(jī)械特性劣化，造成分、合閘拒動(dòng)事故。滑動(dòng)軸承即使采用了滾柱和滾子軸承，銹蝕和臟污也會(huì)使它的摩擦系數(shù)增大到0.1，從而引起肘節(jié)和脫扣機(jī)構(gòu)工作的不穩(wěn)定。在日常生產(chǎn)中保持機(jī)構(gòu)所處環(huán)境條件的清潔度，經(jīng)常注意潤(rùn)滑，定期去除旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上的臟污取得了良好的效果。

2.3 防止受潮和進(jìn)水

進(jìn)水會(huì)使機(jī)構(gòu)的絕緣件受潮，加速金屬零件的銹蝕。將機(jī)構(gòu)外部縫隙進(jìn)行添堵，盡力減少機(jī)構(gòu)進(jìn)水的可能性。

3 控制回路引起拒動(dòng)、誤動(dòng)的故障分析及優(yōu)化方案

煉鋼廠VA型高壓真空斷路器在運(yùn)行中發(fā)生的事故也有很大一部分由控制回路引起的。如：未接到指令自動(dòng)斷開(kāi)、電氣元件局部損壞、線(xiàn)圈燒毀、輔助開(kāi)關(guān)不切斷、接到指令不動(dòng)作等，集中表現(xiàn)為拒動(dòng)和誤動(dòng)。常見(jiàn)的控回?cái)嗑€(xiàn)故障現(xiàn)象及處理方法可總結(jié)如下：

（1）直流電源空開(kāi)跳閘：首先測(cè)量其直流電壓是否正常，有無(wú)短路現(xiàn)象。需要注意的是真空斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)分、合閘線(xiàn)圈前串有整流模塊，這些模塊短路會(huì)造成直流電源空開(kāi)合不上或熔絲熔斷。

（2）儲(chǔ)能電機(jī)燒壞：高壓柜面板上儲(chǔ)能指示燈熄滅，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能電機(jī)燒壞。

（3）航空插件小線(xiàn)針頭凹陷：有可能為運(yùn)行人員操作時(shí)用力不均引起，需調(diào)整復(fù)位。

（4）開(kāi)關(guān)拒絕合上：檢查合閘回路，先判定是否故障線(xiàn)路上引起跳閘，測(cè)量合閘操作時(shí)由短路電流引起的表計(jì)指示沖擊擺動(dòng)，同時(shí)指示燈突然變暗，電壓表指示突然下降來(lái)判斷。若確定線(xiàn)路故障，應(yīng)隔離故障區(qū)域后再投斷路器。檢查操作合閘電源電壓是否過(guò)高或過(guò)低，檢查操作合閘保險(xiǎn)是否熔斷或接觸不良，

（5）開(kāi)關(guān)拒絕分開(kāi)：測(cè)量分閘回路是否帶電，與合閘回路檢查方法一樣，再逐一排查故障部位。

（6）輔助接點(diǎn)排查：檢查斷路器、彈簧儲(chǔ)能、氣壓閉鎖輔助觸頭是否接觸不良，回路是否斷線(xiàn)或接線(xiàn)錯(cuò)誤。

4 結(jié)語(yǔ)

本文總結(jié)了真空斷路器引起拒動(dòng)、誤動(dòng)故障的優(yōu)化策略，雖然存在一定的局限性，但緊緊抓住以真空滅弧室、操動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制回路這3個(gè)方向?yàn)橹鞲桑瑢?shí)踐證明對(duì)有條不紊開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)檢修、消除設(shè)備缺陷、保證供電可靠性，提高設(shè)備健康水平是大有益處的。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：河鋼集團(tuán)邯鋼公司邯寶煉鋼廠）