中壓真空斷路器全壽命周期管理與保養(yǎng)的探索

高迪 李海全 南康杰 薛延剛

摘?要：中壓斷路器全壽命周期管理的核心是為了極大地提高運行可靠性，針對設備運行的各個階段進行科學的積極的管理。通過技術和經(jīng)濟的統(tǒng)一管理，以量化數(shù)據(jù)來進行決策，做到全面規(guī)劃，合理配置，擇優(yōu)選購，正確使用，精心維護，科學檢修，適時改造更新，使設備處于良好的技術狀態(tài)，綜合效能最高。

關鍵詞：全壽命;滅弧室;斷路器;回路電阻

中壓斷路器是電力系統(tǒng)中重要的開關設備。真空斷路器是能夠分合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能分合在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異常回路條件下的電流的開關裝置。真空斷路器是用來保護中高壓電力系統(tǒng)免受危險情況下的電力斷路器。將發(fā)生故障的電力設備從電力系統(tǒng)快速切除，以保證電力系統(tǒng)的正常運行。

1 斷路器診斷方案

1.1 背景

中壓斷路器的運行壽命曲線如圖1所示，對中壓斷路器進行適時的診斷和維護是設備安全可靠運行的有力保證。如果在波動階段開始前即對斷路器進行嚴格的診斷及維護，不僅能有效降低斷路器運行中的故障率，而且還能延長設備的使用壽命達10%～20%。

為了防止運行設備發(fā)生故障，目前常用的檢查模式為“年檢”。雖然幾乎所有的斷路器運行前均要求通過“年檢”，然而實際運行中由于斷路器故障而造成的事故案例在電力系統(tǒng)中每年時有發(fā)生，由此可見，“年檢”固然能檢查出設備一些較為明顯的缺陷，但是實際上也存在一定的局限性，某些事故隱患并無法通過常規(guī)的“年檢”檢測出來，存在較大的弊端和不足。

1.2 斷路器回路電阻抽檢情況

某廠44臺真空斷路器，抽檢6臺，回路接觸電阻最大1215.0uΩ，屬于嚴重超標。以當前實際工況為依據(jù)，以直流100A時導電回路電阻測試，通過嚴格的現(xiàn)場檢測，識別出故障的早期特征，對斷路器的薄弱環(huán)節(jié)及發(fā)展趨勢做出科學判斷，并提出有效的處理措施及專業(yè)的維護保養(yǎng)。

ABB公司對于VD4型真空斷路器提出了定期診斷的要求，具體周期見圖2，如果運行環(huán)境較為惡劣或不符合技術要求，應適當增加診斷頻次。

1.3 診斷試驗方案

1.3.1 外觀及操作機構檢查

全面了解斷路器外部及操作機構物理狀態(tài)后，對斷路器的觸臂系統(tǒng)、觸指系統(tǒng)、極柱系統(tǒng)、底盤機構及操作機構進行全面檢查，根據(jù)經(jīng)驗判斷斷路器物理狀態(tài)存在問題及隱患。

1.3.2 絕緣試驗

全面檢測斷路器主回路絕緣情況。對斷路器的一次對地、相間、進行1分鐘的工頻耐壓試驗，試驗電壓參照國家相關規(guī)范，同時測試耐壓前后的絕緣電阻值。

1.3.3 接觸電阻試驗

合閘后的回路電阻是驗證導電回路的聯(lián)接是否良好的一個重要參數(shù)。隨著設備運行時間增加，斷路器導電回路表面可能會氧化、積灰，導致回路的接觸電阻變大，我廠回路接觸電阻最大達到1215uΩ。若回路電阻繼續(xù)增大，很可能是導電回路某連接處接觸不良，在大電流運行時接觸不良處位置局部溫升增高，嚴重時甚至引起惡性循環(huán)造成氧化燒損，并且高溫會損壞絕緣部件的絕緣性能。

1.3.4 機械特性試驗

安全、可靠運行的斷路器必須具有穩(wěn)定、良好的機械特性。合、分閘時間，合閘彈跳時間，合、分閘不同期時間，合、分閘速度，分閘反彈幅值，觸頭開距，行程，超行程是機械特性試驗的重要指標。這些數(shù)據(jù)對斷路器的電壽命、機械壽命、短路電流時的動穩(wěn)定性、開斷能力至關重要。合、分閘行程時間曲線可以幫助我們分析斷路器的機械性能

2 建議

中壓斷路器現(xiàn)場安裝、調試完成后投入現(xiàn)場運行，將步入關鍵的運行階段。ABB真空斷路器普使用壽命為20年，在此生命周期內(nèi)2年以內(nèi)屬于磨合期，3至9年屬于穩(wěn)定期，10至15年屬于關注期，16年以上屬于延壽期，運行10年以后需要對真空斷路器進行有效的管理，每年年檢進行一次年檢，如有回路電阻超標，絕緣降低趨勢應進行返廠保養(yǎng)延長其使用壽命來確保真空斷路器安全、可靠、高效、經(jīng)濟的運行。

3 結語

某廠VD4型真空斷路器共44臺，2005年投入運行。通過對斷路器外觀各項檢查、斷路器操作機構各項檢查、機械特性（行程）試驗、真空泡真空度測試、斷路器觸指系統(tǒng)狀態(tài)診斷、斷路器時間特性試驗和斷路器回路電阻試驗等預防性試驗，發(fā)現(xiàn)22類安全隱患問題，如插針開斷、二次線斷開、觸指彈簧失效、斷路器機構嚴重銹蝕、機構卡澀等;其中5類問題為嚴重隱患真空泡真空度超標、觸指、觸臂發(fā)熱等。全部處理完畢，達到出廠要求，交接試驗合格，投入現(xiàn)場使用正常，提高設備運行穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]交流電氣的裝置接地設計規(guī)范 GB/T500665-2011.

[2]交流高壓斷路器 GB1984-1989.

[3]72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備 GB 7674-1997.

基金項目：水利水電國家級實驗教學示范中心（西安理工大學）開放課題（WRHE1711）