真空断路

真空断路（精选11篇）

真空断路 篇1

1 真空断路器简述

在10 kV及以下电压等级的配电网络中, 真空断路器已逐步取代油断路器。真空断路器作为一种新型开关设备, 与以往的少油断路器、磁吹断路器等相比, 具有许多新奇的特点。真空断路器具有适合频繁操作、电寿命长、检修维护工作量小、防燃、防爆、运行可靠性高等优点。真空断路器的灭弧室每一只为不可拆卸的整体, 动、静触头分别焊在动、静导电杆上。静导电杆焊在法兰盘上, 动导电杆上焊一波纹管, 在导向套内运行。波纹管及导向套焊在下法兰盘上, 由瓷柱支撑的金属圆筒屏蔽在动静触头外面, 再与玻璃外壳形成密封的腔体。该腔体经过抽真空后, 真空度一般为6～10 Pa。当合、分闸操作时, 动导电杆上下运动, 波纹管被压缩或拉伸, 使真空灭弧室的真空度得到保持。

在真空中由于气体分子的平均自由行程很大, 气体不容易产生游离, 真空的绝缘强度比大气的绝缘强度要高得多。当断路器分闸时, 触头间产生电弧, 触头表面在高温下挥发出金属蒸气, 由于触头设计为特殊形状, 在电流通过时产生磁场, 电弧在该磁场力的作用下, 沿触头表面切线方向快速运动, 在金属圆筒 (即屏蔽罩) 上凝结了部分金属蒸气, 电弧在自然过零时熄灭, 触头间的介质强度又迅速恢复。

2 防止真空度降低的措施

由于使用不当造成真空断路器灭弧室真空度严重降低, 进而引起设备事故的发生。为防止其真空度降低, 下面向广大电工朋友介绍几点预防措施。

2.1 准确校正触头行程

国产各种型号10 k V真空断路器灭弧室的触头超行程是4 mm左右, 开距为11 mm左右, 应严格测量控制。真空断路器在安装或检修时, 应严格按照产品安装说明书中触头行程要求准确测量和调整拉杆, 防止行程超越。

2.2 测量分合闸速度

断路器在投运前测量分合闸速度, 可以及时发现产品质量和调试上的一些问题, 防止分合闸速度过快, 对灭弧室产生撞击, 引起振动。

2.3 操动机构容量的影响

不同型号容量的断路器, 应按制造厂家的要求配置相应容量的操动机构。如果配置容量偏大, 将对灭弧室产生严重撞击, 造成真空灭弧室波纹管损坏。

2.4 运行和检修中应注意的事项

随着真空灭弧室使用时间的增长和开断次数的增多以及受外界因素的影响, 其真空度会逐步下降, 当下降到一定程度时将会影响其开断能力和耐压水平。因此, 真空断路器在使用过程中, 必须定期检查灭弧室的真空度。对玻璃外壳真空灭弧室巡视检查时可以定期目测:正常时其内部的屏蔽罩等部件表面颜色很明亮, 在开断电流时发出浅蓝色弧光;当真空度下降很严重时, 内部颜色就会变得灰暗, 开断电流时将发出暗红色弧光。另外, 还要定期 (1～3年) 进行工频耐压试验 (42kV/min) 。当动静触头满足额定开距条件时, 如果耐压很低达不到规定耐压标准, 就说明真空灭弧室真空度已严重下降, 不能继续使用。

2.5 定期对真空断路器的特性进行试验

定期对真空断路器的特性进行试验, 以检查行程、弹跳、速度等关键数据的变化, 并及时调整, 消除隐患。

真空断路 篇2

1故障的发现

4月8日9时10分，始兴供电局一座110kV综自化变电站在交接班例行巡视设备时，发现35kV321真空断路器发出断断续续的“吱吱”异常声响，经过进一步观察，确认是C相发出该响声。值班人员用红外线测温仪检查C相电气连接点、TA及断路器本体，温度约16.5℃左右，均为环境温度，外观检查该断路器没发现其他异常。后将321真空断路器从电网中解列退出运行，同时通知工程技术人员到现场进行查测，以保证最短时间内处理故障，恢复正常供电方式。

2故障的分析

2.1外观检查和真空度试验

该真空断路器型号为ZW7-40.5，内置LZZBJ4-35电流互感器，6月投入运行。我们首先对该真空断路器进行了绝缘电阻、真空度、接触电阻的测试，结果表明，真空断路器的真空灭弧室、下端绝缘套管、内置电流互感器绝缘电阻良好，而且真空度、接触电阻也合格。从红外线测温仪检测的结果可以看出，一次电气连接点接触良好，没有发热现象。我们继续对断路器的绝缘拉杆、水平拉杆、箱体进行检查，没有发现断裂、锈蚀、放电、断销、异物或者零部件脱落的情况，固定连接部分元件没有松动，绝缘亦无破损、污损，密封胶圈未老化，电流互感器铁芯的硅钢片螺丝也上得很紧。真空断路器发出断断续续的“吱吱”异常声响是否是电流互感器二次回路开路，或者连接线松动所致?对该断路器进行多次手动分合闸操作试验，自由脱扣试验，电动分合闸操作试验，断路器没发现异常，该断路器的弹簧储能操作机构和机械传动系统应该不存在问题。

2.2加压试验

为了确切找出真空断路器C相发出异常响声的具体位置，遵循不扩大设备的损伤范围、不加剧设备破坏程度的原则，在该断路器分闸的情况下进行单相分段施加额定电压22.5kV试验，没有发现异常响声。

为了更真实反映故障，尽快找出发出异常响声的具体位置，对断路器进行空载送电(即只合上母线侧隔离开关和断路器)，约4min后C相终于出现了断断续续的“吱吱”放电声，具体发出声音的部位在下端绝缘套管和电流互感器之间，箱体内的电流互感器响声尤为明显，而且随着时间的推移放电声越来越大，好像感觉随时都有发生击穿的可能。

真空度测试毕竟不能代替工频耐压试验。真空度测试由于受测试范围限制，必须配合工频耐压试验才能对真空灭弧室作出准确的诊断。特别是对于真空泡完全泄漏的情况，试验值会与真空度良好时的数值接近，容易引起错误判断。于是决定对该断路器在开断状态下进行按规程的预防性工频耐压试验。

首先，下端绝缘套管接地，只给上端的真空灭弧室施加电压。电压升至95kV1min后，没发现异常。

其次，给下端绝缘套管(已包括电流互感器)施加电压。当电压升至58kV时，突然发出异常的噼啪响声，高压试验仪器跳闸。

用兆欧表测试，上端真空灭弧室绝缘电阻为2500MΩ，下端绝缘套管绝缘电阻为0MΩ，显然被击穿了。其中下端绝缘套管包括电流互感器、绝缘拉杆、套管和电流互感器之间充填的绝缘硅脂，但是外观检查下端绝缘套管各个部位均没发现任何放电和击穿的痕迹。由于电流互感器是内置，不方便解列，故先解开绝缘拉杆逐步测试。下端绝缘套管绝缘电阻为2500MΩ，绝缘拉杆绝缘电阻为0MΩ，看来故障点终于找出来了，问题出在绝缘拉杆上，

把绝缘拉杆完全卸下，才发现绝缘拉杆下端的防护罩里面有一层碳化的粉末物。绝缘拉杆放电痕迹如图1所示。

2.3故障处理

更换绝缘拉杆后，再次对该真空断路器的C相下端绝缘套管进行工频耐压试验，未发现异常，也排除了由于电流互感器、绝缘硅脂局部绝缘薄弱而导致放电的原因。同时对断路器的机械特性、断口绝缘水平、直流接触电阻进行了试验，均满足要求。

3设备故障剖析及防范措施

由于放电痕迹发生在绝缘拉杆下端的防护罩里面，从外观根本无法检查出。而且绝缘拉杆下端的防护罩贴近箱体的不锈钢外壳，放电发出的立体响声从听觉上容易误认为是电流互感器所致。这就要求我们在查找故障点时，要充分利用试验仪器，逐步分解查找的原因。

3.1绝缘拉杆的性能分析

在断路器合闸时发出放电声，而在分闸时，给下端绝缘套管加至单相额定电压，没发出异常响声，是因为环氧树脂浇注的绝缘拉杆机械强度不足。绝缘拉杆是断路器传递动力和绝缘的元件，是联系断路器本体和机构部分的纽带。

一般情况下，绝缘拉杆材料采用环氧树脂浇注，虽然环氧树脂具有高绝缘性能，其冲击电压为50kV/mm，工频耐压为30kV/mm，但是由于拉杆机械强度不够，浇注的绝缘环氧树脂拉杆在工作时受力为瞬时突加载荷，合闸时绝缘拉杆受到各种应力，而分闸时又释放，由于机械强度不足导致漏电距离发生微小变化，使电性能达不到要求。当绝缘拉杆、支撑杆受到拉力、压力、弯曲力，会造成绝缘拉杆断裂、弯曲、爆裂等质量事故。绝缘拉杆机械强度不足主要是因为材料选用或配方不合理，固化不好、配料操作时计量不准或固化时间太短、固化温度过低，浇注时产生气泡、裂缝、缺陷等，造成绝缘拉杆内部结构不合理。

3.2重视设备的维护与管理

当断路器发生了故障，一般会认为是设备制造质量差、档次低，于是往往会在加强设备指标水平上下功夫。其实设备的绝缘水平等指标不可能也不应盲目地加强，对故障要具体分析，检查所发生的缺陷是否具有普遍性。我们应该正确合理检测断路器，判断断路器在绝缘、导电、机械操作以及开断性能方面的安全可靠性，并在长期运行中经得起时间的考验。

真空断路器的管理维护工作亟待加强。许多制造厂家都言称自己生产的真空断路器是免维护的，或者不检修周期长，电寿命长，机械寿命达10000次，加之一些用户单位长期以来侧重和习惯于检修而疏于设备管理，因此很容易导致用户单位放松对真空断路器的管理与维护。事实上，所有断路器不存在免维护，只是维护方式的转变。由以往的定期维护转变为状态维护，由大换大拆式的粗放维护转变为精细维护，其前提条件都是做好对断路器的运行管理。当断路器达到一定的操作和动作次数后，必然引起传动机构的疲劳、变形、断裂等问题。一些真空断路器未能及时得到维护，故障就会在运行过程中暴露出来，酿成险情。

4结束语

高压真空断路器故障分析与处理 篇3

[关键词]真空断路器故障分析处理方法

1引言

真空断路器的优越性不仅是无油化设备，而且还表现在它具有较长的电寿命、机械寿命、开断绝缘能力大、连续开断能力强、体积小、重量轻、可频繁操作、免除火灾、运行维护少等优点，很快被电力部门运行、检修和技术人员认可。早期国内生产的高压真空断路器质量不够稳定，操作过程中载流过电压偏高，个别真空灭弧室还存在有漏气现象。至1992年天津真空开关应用推广会议时，我国真空断路器的制造技术已经进入了国际同行业同类型产品的前列，成为我国高压真空断路器应用、制造技术新的历史转折点。随着真空断路器的广泛应用，出现故障的情况也时有发生，笔者对真空断路器出现的常见故障进行分析并给出处理方法。

2常见的真空断路器不正常运行状态

2.1断路器拒合、拒分

表现为在断路器得到合闸(分闸)命令后，合闸(分闸)电磁铁动作，铁心顶杆将合闸(分闸)掣子顶开，合闸(分闸)弹簧释放能量，带动断路器合闸(分闸)，但断路器灭弧室不能合闸(分闸)。

2.2断路器误分

表现为断路器在正常运行状态，在不明原因情况下动作跳闸。

2.3断路器机构储能后，储能电机不停

表现为断路器在合闸后，操动机构储能电机开始工作，但弹簧能量储满后，电机仍在不停运转。

2.4断路器直流电阻增大

表现为断路器在运行一定时间后，灭弧室触头的接触电阻不断增大。

2.5断路器合闸弹跳时间增大

表现为断路器在运行一定时间后，合闸弹跳时间不断增大。

2.6断路器中间箱CT表面对支架放电

表现为断路器在运行过程中，电流互感器表面对中间箱支架放电。

2.7断路器灭弧室不能断开

表现为断路器在进行分闸操作后，断路器不能断开或非全相断开。

3故障原因分析

3.1断路器拒分、拒合

操动机构发生拒动现象时，一般先分析拒动原因，是二次回路故障还是机械部分故障，然后进行处理。在检查二次回路正常后，发现操动机构主拐臂连接的万向轴头间隙过大，虽然操动机构正常动作，但不能带动断路器分合闸联杆动作，导致断路器不能正常分合闸。

3.2断路器误分

断路器在正常运行状态下，在没有外施操作电源及机械分闸动作时，断路器不能分闸。在确认没有进行误操作的情况下，检查二次回路及操动机构。发现操动机构箱内辅助开关接点有短路现象，分闸电源通过短路点与分闸线圈接通，造成误分闸。原因是断路器机构箱顶部漏雨，雨水沿着输出拐臂向下流，正好落在机构辅助开关上，造成接点短路。

33断路器机构储能后，储能电机不停

断路器在合闸后，操动机构储能电机开始工作，弹簧能量储满后，发出弹簧已储能信号。储能回路中串有断路器一对常开辅助接点和一对行程开关常闭接点，断路器合闸后，辅助开关的常开接点接通，储能电机开始工作，弹簧储满能量后，机构摇臂将行程开关常闭接点打开，储能回路断电，储能电机停止工作。储能电机一直工作的原因是在弹簧储满能量后，机构摇臂未能将行程开关常闭接点打开，储能回路一直带电，储能电机不能停止工作。

3.4断路器直流电阻增大

由于真空灭弧室的触头为对接式，触头接触电阻过大在载流时触头容易发热，不利于导电和开断电路，所以接触电阻值必须小于出厂说明书要求。触头弹簧的压力对接触电阻有很大影响，必须在超行程合格情况下测量。接触电阻值的逐渐增大也能反映出触头电磨损情况，是相辅相成的。触头电磨损和断路器触头开距的变化，是造成断路器直流电阻增大的根本原因。

3.5断路器合闸弹跳时间增大

真空断路器合闸时，触头总有些弹跳，但若过大会使触头易烧伤或者熔焊。真空断路器触头弹跳时间技术标准为≤2ms。随着断路器运行时间的增长，引起合闸弹跳时间增大的主要原因为触头弹簧弹力下降和拐臂、轴销间隙磨损变大。

3.6断路器中间箱CT表面对支架放电

断路器中间箱内装有电流互感器，在断路器运行时，电流互感器表面会产生不均匀电场，为避免这一现象，互感器制造厂在互感器表面涂有一层半导体胶，使得表面电场均匀。在断路器装配过程中，受空间限制，互感器固定螺栓周围的半导体胶被刮落，断路器运行中互感器表面不均匀电场的产生，导致互感器表面对支架放电。

3.7断路器灭弧室不能断开

在正常情况下，无论是手动分闸操作还是保护动作跳闸，断路器均能有效断开电路，切断电流。

真空断路器的灭弧原理与其他型式断路器不同，是指触头在真空中关合、开断的开关设备，也就是利用真空作为绝缘及灭弧介质的断路器。真空泡的真空度下降，真空泡内会有一定的电离现象，并由此产生电离子，使灭弧室内绝缘下降，导致断路器不能正常开断。

4处理方法

4.1断路器拒合、拒分

检查操动机构所有连接部件的间隙，对不合格部件，更换新的高硬度的合格零件。

4.2断路器误分

检查所有可能漏雨点并进行有效封堵；在输出拐臂联杆上安装密封胶套；开启机构箱内的加热驱潮装置。

4.3断路器机构储能后，储能电机不停

调整行程开关安装位置，使得摇臂在最高位置时能将行程开关常闭接点打开。

4.4断路器直流电阻增大

调整灭弧室触头开距和超行程，测量接触电阻的方法可以用《规程》要求的直流压降法测量(电流要在100A以上)，否则更换灭弧室。

4.5断路器合闸弹跳时间增大

(1)适当增大触头弹簧的初始压力或更换触头弹簧。

(2)若拐臂、轴销间隙超过0.3mm，可更换拐臂、轴销。

(3)调整传动机构，利用机构在合闸位置超过主动臂死点时传动比很少的特点，将机构向靠近死点方向调整，可减小触头合闸弹跳。

4.6断路器中间箱CT表面对支架放电

在互感器表面均匀涂抹一层半导体胶，使得表面电场均匀。

4.7断路器灭弧室不能断开

对于达不到真空度要求值的真空灭弧室的处理，若通过检测真空灭弧室真空度确已降至要求值以下，应更换真空灭弧室。具体步骤如下：

(1)对将换上的真空灭弧室须经真空度检测合格。

(2)拆下原真空灭弧室并换上新真空灭弧室。安装时要垂直．注意动导电杆和灭弧室同轴度，操作时不应受到扭力。

(3)安装好新真空灭弧室后，应测量开距和超程(接触行程)。若不满足要求应作相应调整：①调整绝缘拉杆的螺栓可调整超程；②调整动导电杆的长度可调整灭弧室开距。

(4)采用电力开关综合测试仪测量分合闸速度、三相同期性、合闸弹跳等机械特性，若不合格应作调整。

4结束语

浅谈真空断路器 篇4

真空断路器是一种以气体分子极为稀少, 分子间的平均自由行程很大, 电子与分子相碰撞的机会极少, 绝缘强度很高的真空空间为熄弧介质的新型断路器。

我国于20世纪60年代开始研制真空断路器, 70年代正式投入生产。目前我国10kV级真空断路器的额定短路开断电流已达63kA, 切电容器组的重击穿率已降至1%以下。

随着城乡配电网自动化工作的开展, 户外柱上真空断路器也相应得到发展。10kV户外柱上真空断路器有下列几种结构形式:

(1) 油浸式内绝结构, 即将真空灭弧室浸入变压器油的铁箱内, 以提高可能凝露时内绝缘部位的耐受电压能力, 但不能排除火灾的可能性, 另外这类产品的额定开断电流只有8kA, 故很少采用。

(2) SF6内的绝缘结构, 即将真空灭弧室置于充SF6气体的铁箱内 (如ZW-12/630-16) , 由于对铁箱的焊接工艺、气密性要求高, 制造难度大, 故难以推广。

(3) 空气内绝缘 (干式) 结构, 即将真空灭弧室置于铁箱内, 真空灭弧室和铁箱之间用绝缘固体隔离, 箱内用空气绝缘。外中套管加硅橡胶防雨、防晒、防老化, 运行状况良好, 另外参数也较高, 开断电流达16kA、20kA。但由于箱体外形尺寸和重量较重, 安装、更换、维修困难。

(4) 超小型柱上真空断路器, 其特点是真空灭弧室置于一侧的套管之中, 另一侧套管装TA。箱内绝缘的沿面爬距大于250mm, 达到凝露和三级污秽要求, 另外套管外侧表面涂硅橡胶, 防雨、防晒、防老化, 绝缘爬距的泄露大于31mm/kV, 这种超小型固体绝缘加空气绝缘的柱上真空断路器的体积, 接近于LW3-10SF6断路器。

二、真空断路器存在的问题

1.真空断路器存在的问题

(1) 真空灭弧室漏气, 真空度不足, 导致开断和关合能力的不稳定。真空灭弧室漏气、真空度不足 (指真空度低于1.3×10-2Pa或10-4mmHg) 仍时有发生。例如, 某电力局1994—1995年间相继发生13台真空灭弧室真空度不足的故障;江西某电厂1996年安装18支灭弧室就发现3支严重漏气。

(2) 真空断路器在切合电容器组型式试验中一次性通过率不理想。浙江电研所, 绍兴电力局系统实验站在《真空断路器投切电容器组实验概况》一文中指出:1998年13台10kV真空断路器型式试验中一次性通过率只有76.95%。而35kV真空断路器, 迄今为止, 没有一个制造厂的产品能顺利的一次性通过试验 (包括外商全资企业) 。1998年用合成回路实验的3台35kV真空断路器重燃率达1.7%。

(3) 真空断路器的机械故障率仍很高。一些真空开关固定柜, 特别是由GG-1A型柜改装而成的分体式真空开关固定柜, 由于改进的传动系统的设计、制造、装配和调态不良, 不能使操动机构 (如CD10、CT8等) 与真空断路器达到最佳匹配, 而导致拒分、拒合、误动等故障发生。

(4) 部分制造厂未完全按两部制定的10kV～35kV开关柜绝缘改造方案对绝缘进行加强。

(5) 现场改装的真空开关柜质量令人担忧。一些厂家为用户改装真空开关柜时, 不逐台进行参数测试。

(6) 制造厂应改进真空灭弧室的脱气和密封工艺。真空灭弧室出厂时的真空度应不低于1.3×10-5Pa (1.3×10-7mmHg) , 以确保真空灭弧室有20年的储存期 (一些厂家以此作承诺) 。

2.安装和维修注意事项

为了防止真空灭弧室漏气, 真空度下降, 在真空断路器的安装和维修中应注意以下几点。

(1) 根据国际《高压真空开关设备用真空灭弧室》中的规定:“真空灭弧室允许存储期, 可选取15～20年。”因此, 真空灭弧室的备品不宜过多。真空灭弧室的存放和使用环境中应无化学腐蚀性气体存在。

(2) 调试触头开距时, 应控制波纹管的压缩量, 防止波纹管发生塑性变形;分闸缓冲器的回弹不应过大, 过大会影响波纹管的寿命。

(3) 装调时如果发现螺纹配合不良, 应查明原因后再处理, 不要用很大力气去拧动真空灭弧室, 防止波纹管受到损伤。

(4) 动静触头的总磨损量达到制造厂规定值时应更换真空灭弧室。

(5) 新装后和运行中应结合验收和预防性试验对真空灭弧室进行工频耐压试验以检验其真空状态。

三、建议

(1) 10kV真空断路器是切投10kV电容器组较为理想的开关设备。为了用户在使用上的可靠, 要求其重燃率不大于1%。

(2) 现场改装真空开关柜时, 应找那些技术力量强、信誉高的厂家, 并进行严格的质量验收。

(3) 为了防止劣质产品流入电力系统, 应严格按国家经贸委1998以来相继颁发的一、二、三批《全国城乡电网建设与改造工程所需主要设备产品及生产企业推荐目录》来选用性能合格、运行实绩良好的国产设备, 不能只求价格低而忽视了质量。对存在严重质量问题的设备, 将取消该企业在城乡电网工程中的招标资格。

摘要：讨论真空断路器的概况、真空断路器存在的问题以及在使用中的建议。

真空断路 篇5

【关键词】真空断路器；故障处理；运行维护；原理

1.真空断路器基本特性

真空断路器的机械操作、开断性能、绝缘性能、二次控制、环境耐受能力是真空断路器运行的前提，对提高真空断路器的运行提供可靠的保障。

1.1真空断路器的特点

真空断路器因灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名。因灭弧介质为真空，无火灾和爆炸危险，所以对环境的污染较小。真空断路器的熄弧过程在密封的容器中完成，电弧和炽热的电离气体不向外界喷溅， 因此不会造成绝缘间隙闪络或击穿。

1.2真空断路器的构成要素

真空断路器由真空灭弧室、操动机构、触头、操作面板等部分组成。真空灭弧室是真空断路器中最重要的部件，真空灭弧室是用密封在真空中的一对触头，来实现电力电路接通分断功能的一种电真空器件，是利用高真空作绝缘介质。真空灭弧室的触头是产生电弧、熄灭电弧的部位，触头结构对真空灭弧室的开断能力有很大影响。

2.真空断路器的工作原理

真空断路器工作原理是利用高真空中电流流过零点时，等离子体迅速扩散而熄灭电弧，完成切断电流的目的。真空断路器因真空中不存在导电介质，电弧会快速熄灭，所以真空断路器的动静触头之间的间距很小。其真空间隙中的绝缘强度不仅与间隙的大小、电场的均匀程度有关，而且受电极材料的性质及表面状况的影响较大。如果要保持真空灭弧室的绝缘强度，其真空度应不低于4～10托。真空灭弧室是真空断路器的重要部分，动静触头是真空灭弧室的重要部分。动静触头的特殊构造使得触头的间隙在燃弧时产生的纵向磁场可提高真空灭弧室的开断电流能力及寿命。

2.1真空断路器的合闸操作过程

真空断路器的操作机构接到合闸信号后，合闸电磁铁的铁心向下运动，拉动定位件向逆时针方向转动，解除开关储能状态。真空断路器的合闸弹簧带动储能轴套逆时针方向转动，其凸轮压动传动轴套，带动连板及摇臂运动，使摇臂扣住半轴，此时真空断路器的操作机构处于合闸状态，合闸操作过程结束。

2.2真空断路器的分闸操作过程

真空断路器合闸后，分闸电磁铁接到信号，分闸电磁铁的铁芯吸合致使分闸脱扣器中的顶杆向上运动，脱扣轴转动，顶动弯板并带动半轴向反时针方向转动，使摇臂与半轴解扣，在分闸弹簧的作用下，真空断路器完成分闸操作。

2.3真空断路器分闸、合闸调试

真空断路器分闸与合闸的调试主要表现在摇臂、半轴、分闸合闸弹簧上。摇臂与半轴的扣接量为1.5～2.5mm， 当转动轴套转动最大角时， 为保证传动轴套回落到合闸位置，摇臂与半轴间要有1.5～2mm的间隙，这样摇臂能自动扣接到半轴上。如果扣接量出现问题，可以通过螺钉的调整来解决。而分闸合闸的弹簧预拉长度，保证了真空断路器的可靠分合。对于分闸合闸的弹簧预拉力（预拉长度），我们可以通过如下测试来计算了解。弹簧压力F 满足触头压力所需，受机构锁扣作用。在合闸状态下，02点为分闸簧作用力的支点。触头压力产生的反力与弹簧的作用力相对轴0平衡，则F2×02B×COS3.2=FA×02A×COS13.8。FA的大小仅满足额定运行状态下所需的触头压力即可，取FA=3500N，已知：02B=163.9mm，02A=65.5mm，根据F2=FA×02A×COS13.8/（02B×COS3.2），则F2=1362.5N。

3.故障分析及处理

3.1真空泡真空度降低

（1）故障现象。真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧，而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置，所以真空度降低故障为隐性故障，其危险程度远远大于显性故障；（2）原因分析。真空度降低的主要原因有以下几点：一是真空泡的材质或制作工艺存在问题，真空泡本身存在微小漏点；二是真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题，多次操作后出现漏点；三是真空断路器如使用电磁式操作机构的真空断路器，在操作时，由于操作连杆的距离比较大，直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快；（3）故障危害。真空度降低将严重影响真空断路器开断过电流的能力，并导致断路器的使用寿命急剧下降，严重时会引起开关爆炸；（4）处理方法。一是在进行断路器定期停电检修时，须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试，确保真空泡具有一定的真空度；二是当真空度降低时，必须更换真空泡，或更换真空断路器，并做好行程、同期、弹跳等特性试验。

3.2真空断路器分闸失灵

（1）故障现象。根据故障原因的不同，存在如下故障现象：一是断路器远方遥控分闸分不下来；二是就地手动分闸分不下来；三是事故时继电保护动作，但断路器分不下来；（2）原因分析。一是分闸操作回路断线；二是分闸线圈断线；三是操作电源电压降低；四是分闸线圈电阻增加，分闸力降低；五是分闸机构变形，分闸时存在卡涩现象，分闸力降低：六是分闸机构变形严重，分闸时卡死；（3）故障危害。如果分闸失灵发生在事故时，将会导致事故越级，扩大事故范围；（4）处理方法。一是检查分闸回路是否断线；二是检查分闸线圈是否断线；三是测量分闸线圈电阻值是否合格；四是检查分闸机构是否变形；五是检查操作电压是否正常；（5）预防措施。运行人员若发现分合闸指示灯不亮，应及时通知电气检修人员检查分合闸回路是否断线；检修人员在停电检修时应注意测量分闸线圈的电阻；必须进行低电压分合闸试验，以保证断路器性能可靠。

4.运行维护与检修试验

（1）在检修维护试验中，要测试开关的导电回路电阻、开关的机械特性、断口问的工频耐压试验，真空度试验，试验数据要满足厂家规定。断口间的工频耐压试验、真空度检验是检验真空管是否漏气的有效方法。

（2）在保护定检时，应对断路器做跳合闸试验，以检验开关在有故障时，断路器动作是否可靠。

（3）对断路器机构、传动轴等传动部位应注入一些润滑油，对紧固件要进行紧固确认等，以确保断路器传动灵活。

（4）开展真空度的测试工作。

真空灭弧室真空度的测定主要有以下几种方法：第一，观察法。如果真空灭弧室的外壳是玻璃的，则可根据涂在玻璃内壁表面上的钡吸气剂薄膜颜色的变化来判断真空度：真空度良好时，吸气剂薄膜呈镜面状态；真空度变差时，吸气剂薄膜呈乳白色。这种用肉眼观察真空度的方法不太准确，只能作为参考。第二，工频耐压法。将真空断路器置于分闸状态下，在真空灭弧室的触头间加工频电压来判定真空度。如果真空灭弧室能耐受工频电压10秒以上，可认为真空度满足要求。如果随着电压升高，电流也增大，且超过5A，则认为真空度不合格。这种方法简单易行，现场使用方便。第三，磁控放电法。磁控真空度测试仪通常在触头之间施加一次或数次高压脉冲，脉冲宽度为数十到上百毫秒，磁场线圈中则通以同步脉冲电流，产生与高压同步的脉冲磁场来测量真空度。对于真空度不满足要求，已接近或低于国家标准6.6×l0-2Pa时，应及时进行真空灭弧窒的更换，对于真空度有较大幅度降低，但仍在合格范围内的真空断路器，应适当缩短测试周期，并结合历次测量情况进行分析，判断真空度下降的趋势，据此决定真空断路器是否继续进行。

5.结语

随着真空断路器设计、制造水平的提高和检测手段的不断提高，原有的维护检修制度已不适应电网的发展。因此，对真空断路器进行定期检修及维护是至关重要的。充分利用准确的在线监测手段，及时准确掌握设备的状态。在线监测数据的准确性，直接影响对断路器运行状态的判断。断路器的状态检修，不仅是一种检修策略，还是一种检修管理制度，充分发挥检测设备和检修人员的作用，规范状态检修管理，使状态检修工作不断完善和深入。

【参考文献】

[1]燕东园.真空断路器的运行[J].建筑电气，1983，（2）.

永磁真空断路器应用研究 篇6

真空断路器的操动机构, 最早使用的是电磁操动机构, 到后来出现弹簧储能操动机构后, 真空断路器开始迅速发展。近来随着永磁技术的发展, 永磁操动机构以结构简单、可靠性高、寿命长、少维护、可频繁操作等优势越来越受到各行业的关注。寿电公司中低压开关采用的是吉林永大生产的永磁操动机构真空开关。

1 永磁真空断路器工作原理及设备结构

永磁操动机构的工作原理是电磁驱动、永磁保持。它通过对机构简化实现了操作机构的免维护;利用电磁力实现脱、锁扣功能, 从结构上消除了故障频率高的机械脱、锁扣装置, 通常只有1个运动部件, 故障源少, 机械寿命可轻易达到3×104次~10×104次。

根据永磁机构的工作特点和内部结构, 大体可分为双线圈双稳态、单线圈单稳态和双线圈单稳态 (分离磁路) 三种。

寿电公司采用的是单线圈单稳态结构, 合闸位置采用永磁闭锁, 分闸位置采用弹簧闭锁, 用1个电磁线圈完成分合闸操作, 主要构成如图1所示。它的特点是:零部件数量少、电磁操作、永磁保持。

1.分闸机构;2.内磁轭;3.动衔铁;4.永磁体;5.外磁轭;6.分合闸线圈;7.分合指示牌;8.主轴;9.连接板;10.传动臂;11.断路器壳体;12.绝缘拉杆;13.下出线座;14.真空灭弧室;15.上出线座;16.绝缘筒

永磁操动机构的分合闸工作原理如下:

当机构接到合闸指令时, 分合闸线圈通入正向电流, 线圈电流所产生的磁场与永磁体产生的磁场正向叠加, 在工作气隙处使动衔铁的下端面产生一个向下的吸力, 动衔铁开始向下运动, 驱动断路器合闸;同时, 给分闸弹簧和触头弹簧储能, 为分闸做好准备。断路器合闸到位、分合闸线圈断电后, 不需要任何能量和机械闭锁, 靠永磁体的吸力使断路器保持在合闸位置。

当机构接到分闸指令时, 给分合闸线圈通入反向电流。此时, 在工作气隙处, 线圈产生的磁场方向与永磁体产生的磁场方向反向叠加, 当动衔铁在工作气隙处受到的合成磁场力小于触头弹簧与分闸弹簧的合力时, 动衔铁开始向上运动, 驱动断路器分闸。在分闸的整个过程中, 分合闸线圈仅需提供一个抵消永磁体磁场力的电流, 分闸能量主要是由分闸弹簧和触头弹簧提供。

2 永磁真空断路器操动机构的特性研究

永磁操动机构能被真空开关广泛运用, 除本身结构简单、部件少之外, 另一个主要原因是永磁操动机构的运动特性与真空灭弧室的开断、关合所需特性极为吻合, 使断路器寿命显著提高[1]。

单线圈单稳态永磁机构的真空断路器所需合闸功如图2中的oabcde阴影部分面积。起始位置o点, 从a点开始分闸弹簧开始逐渐储能, 至b点到达触头闭合位置, 此时触头弹簧开始压缩, 所需合闸力又突然增大 (图中c点位置) , 从c点到d点进入触头的超行程, 此时所需的合闸力为分闸弹簧和触头弹簧的合力。

永磁操动机构所输出的合闸功如图2中的ofge阴影部分面积;曲线A为机构永久磁铁产生的合闸力, B为合闸电磁铁产生的合闸力;C为A和B两方面力合成后的总合闸力输出特性[1]。

从图2中可看出, 曲线C始终高于abcd曲线, 且ofge的面积也总是稍大于oabcde的面积。所以真空断路器与永磁机构两者的合闸配合非常理想。

单线圈结构的永磁真空断路器分闸主要依靠弹簧的预储能量配合, 分合闸线圈只需提供抵消永磁体本身磁力的电流, 其特性曲线与弹簧分闸近似。

3 10 k V永磁真空断路器的不足

永磁机构结构比较简单, 由于元器件少, 故障率也随之减少, 机构可靠性高, 寿命长且维护工作量少, 但控制回路较为复杂, 所以控制回路是制约永磁机构发展的薄弱环节。

3.1 直流接触器问题

永磁机构控制回路供电方式有两种, 一种是直流屏直接供电, 一种是使用电子控制器。在使用直流110 V电源作控制电源时, 永磁机构的电子控制器一般采用直流电源预先对电容器进行充电, 充电1次开关可以进行1次分-合-分的操作。实际使用中分合闸线圈所需电流一般在20 A以上。由于永磁机构采用单线圈, 合闸和分闸电磁线圈通过的电流方向相反, 这些正反向的分合闸操作必须由直流接触器启动, 所以直流接触器的质量性能成为永磁机构控制的关键。永磁机构断路器时常有直流接触器卡滞故障, 影响断路器的正常分合闸动作。

3.2 电容器的问题

电容器作为线圈的充能部件, 经常处于大电流放电工况, 会出现不同程度的氧化现象, 会使电容的充、放电内阻增大, 相当于电容充、放电回路串接了一定阻值的电阻, 电容的瞬态充、放电电流值大为降低, 实质上电容的储电能力下降, 相当于电容量减小。主要表现为带负载能力差, 开关偶尔会发生合闸不成功情况。

3.3 钕铁硼磁钢的退磁

永磁机构的永磁体一般采用的是钕铁硼磁钢, 钕铁硼属于第三代稀土永磁材料, 具有体积小、重量轻和磁性强的特点, 是目前性能价格比最佳的磁体, 在磁学界被誉为磁王。不足之处在于居里温度点低、温度特性差, 虽然标注的工作温度 (牌号N、M、SH、EH、UH、AH、TH分别对应80℃、100℃、120℃、150℃、180℃、200℃、250℃几种工作温度) 较高, 但大量数据表明, 钕铁硼磁钢工作温度在60℃以上时会缓慢退磁, 一旦达到居里温度点, 钕铁硼会永久失磁。磁钢磁性减弱以后会造成开关不能合闸或跳闸的事故。

4 结语

永磁操作机构是一种新设备, 在实际运用中有着其它操作机构不能比拟的优点, 目前在市场上已经开始被逐渐应用。随着使用年限增长, 不足开始体现, 在维护中特别需要注意。尽管现今运行的永磁操作机构还存在这些缺点和不足, 但随着科技发展, 永磁机构必将走向成熟, 性能更加完善, 永磁操作机构终将是真空断路器操作机构发展的方向。

参考文献

真空断路器的结构与维护 篇7

1.1 真空断路器的六个功能部分

⑴操作机构:断路器的动力驱动与操作装置;

⑵骨架:安装各功能组件的壳件;

⑶传动机构:把操作机构的运动与力传输至灭弧室, 实现灭弧室的合、分闸操作;

⑷绝缘支撑:绝缘支撑连接各功能元件, 满足断路的绝缘性能;

⑸真空灭弧室:实现关合与开断功能;

⑹导电元件:与灭弧室的动端及静端连接构成电流通道。

1.2 真空断路器的结构式

⑴从操动机构与开关本体的安装关系划分, 可分成整体式与分体式。整体式的真空断路器是操动机构与开关本体安装在同一支架上, 体积小、重量轻、安装调整方便、机械性能稳定, 国外产品毫不例外都是采用这种整体的结构式。分体式结构的真空断路器是操动机构与开关本体分别装于开关柜的不同位置上, 断路器的各项机械特性参数必须安装在开关柜上调整试验才有实际意义, 这种安装方式主要受我国少油断路器的安装方式的影响, 比较适合于少油开关柜的无油化改造。优点是巡视和检修方便, 缺点是安装调整稍麻烦, 速度特性稍逊。

⑵从合、分闸传动位置上划分, 可分为上传动与下传动式。上传动式的结构:真空弧室的静端在下, 动导电杆朝上, 传动连杆在上部与灭弧室连接, 这种结构安装调整方便、机械稳定性好下传动方式结构:真空灭弧室的静端在上, 动导电杆朝下, 传动连杆在下部与灭弧室连接, 这种结构优点是空间利用较好, 便于进出线, 调稍欠方便。

⑶从真空灭弧室的绝缘支撑安装方式划分:可分成落地式支撑、综合式支撑和悬挂式支撑结构。落地式支撑结构:灭弧室的静端安装在垂直安装于骨架底部的绝缘子架上, 这种安装方式较为经济、简单, 安装方便, 机械稳定性好。综合式支撑结构:灭弧室的静端安装在具有水平与垂直支撑的支架上。这种安装方式机械稳定性最好, 能较好抑制合闸跳, 安装方便, 但增加了水平方向的绝缘子, 造价稍高。悬挂式支撑:灭弧室安装在水平悬挂的绝缘子或绝缘支架上, 这种方式如是采用悬挂绝缘子安装, 机械稳定性稍差, 若采用连体式的绝缘支架, 空间利用和机械稳定性都尚好, 但是成本较高。

2 真空断路器的使用维护与检修

2.1 真空断路器出现的故障

⑴真空管漏气, 一般在运行约一年内发现居多, 一年以后的较少。基本上还未构成事故, 绝大多数都在检查中发现后立即予以更换。

⑵操动机构故障稍多些, 曾出现有合、分闸不好, 烧坏合、分闸线圈等故障。

⑶其他如绝缘、传动机构、弹簧件等很少发现故障。

2.2 常见的故障及原因

⑴对真空灭弧室的漏气, 应在投运后加强检查, 有条件的站、所最好在投运后半年内能耐压检查一次, 可以尽早发现漏气管子, 及时更换处理。以后可按正常年检验检查。

⑵电磁操动机构方面的故障如下:

(1) 合不上闸, 合后即分。故障可能的原因有:操作电压太低, 接触行程太大, 辅助开关的合闸联锁电接点过早打开, 操动机构的半轴与掣子扣接量太小 (对CD17型机构或弹簧机构) , CD10操动机构的“一”字板未调整好等。

(2) 分不了闸。故障可能的原因有:分闸铁芯内有脏物使芯受阻动作不灵, 分闸脱扣半轴转动不灵活, 分闸的铜撬板太压近铁芯的撞头, 使铁芯分闸时无加速力, 半轴与掣子扣接量太大。分不了闸很容易造成分闸线圈烧坏。

(3) 烧坏分闸线圈。故障可能的原因有:由上面所述分不了闸的原因造成, 在断路器分闸后辅助开关没有联动转至分闸拉 (这可能是机械连接卡滞或松脱) , 辅助开关调整移位造成分闸后辅助开关的分闸电接点没有断开。

(4) 烧合闸线圈。故障可能原因有:由于二次回路上的原因造成合闸后直流接触器不能断开, 直流接触器被异物卡阻合闸后分不了闸或分闸延缓, 辅助开关在合闸后没有联动转至合闸位 (这可能是机械连接受阻或松脱) , 辅助开关调整移位造成直接经济损失成断路器合闸后辅助开关控制的接触电接点没有断开。

真空断路器出了故障后应根据事故现象, 仔细研究分析找出主要原因, 事故原因清楚了, 处理就容易, 而且可以吸取教训, 采取措施, 杜绝后患。

2.3 年检及正常维护

对真空断路器应该每年进行一次停电检查维护以保证正常的运行。正常的年检应做好如下几个方面的工作:

⑴对管子应进行断口工频耐压试验, 吸条件的最好能测试真空度并记录在册, 对耐压不好或真空度较低的管子应及时更换。

⑵抹净绝缘件, 对绝缘件应作工频耐压试验, 绝缘不好的绝缘件立即更换。

⑶对真空断路器的开柜、接触行程, 测量记录在册, 如有变化应找出原因处理 (如可能是连接件松动或机械磨损等原因) , 有条件的应对断路器测试其他机械特性记录在册, 对机械特性参数变化较大应找出原因并及时调整处理。

⑷对各连接件的可调整处的连接螺栓、螺母等应检查有否松动, 特别是辅助开关拐臂处的连接小螺钉、真空管动导电杆连接的锁昆螺母等应检查有否松脱。

⑸对各转动关节处应检查各种卡簧、销子等有否松脱, 并对各转动、滑动部分加涧滑油膏。

⑹对使用在电流大于是1600A以上的真空断路器, 应对每极作直流电阻测试记录在册, 发现电阻值变大的应检查原因并排除。

⑺如需更换管子应按产品说明书的要求进行, 更换后应进行机械特性的测试和耐压试验。

⑻年检后, 投运前应连接空载操作8~10次, 检查应动作正常、无异常幌动、合、分闸线圈无发热等后方可投入运行。

2.4 分断短路事故后检查

在发生了短路事故分断动作后, 不论真空断路器是否成功的分断事故, 值班员都应察看检查断路器, 特别是真空灭弧室, 对灭弧室有疑问, 应在设备停电安全情况下, 用手触摸灭弧室外壳;如感到外壳有温度时, 应对灭弧室断口进行工频耐压检查, 若工频耐压试验不好, 则管子内部可能已严重烧损或漏气, 应及时更换处理。对灭弧室正常的断路器亦应进行连接8~10次以上的空载操作检查, 确认断路器一切正常时才投入运行。

3 结束语

真空断路器在我国近十年来得到了逢勃发展, 至今仍方兴未艾, 产品从过去的ZN1—XN5几个品种发展到现在的XN36数十多个型号、品种, 并已发展到电压达到35KV, 额定电流达到场3150A, 开断能力达到50KA的较好水平。80年代以前, 真空断路处于发展的起步阶段, 技术品技术标准, 直到85年后才不断的制定了相关的产品标准, 通过改革开放和技术引进, 真空断路器产品标准水平不断得到了提高。●

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高压真空断路器故障及处理 篇8

1 高压真空断路器拒合、拒分或者误动故障及处理

1.1 故障原因

在高压真空断路器得到合、分闸控制命令后，断路器灭弧室操作机构不能执行动作命令。此类情况一般出现在正常运行时，由于断路器不能及时准确断开或不能全相断开或不明原因而跳闸。当出现此类故障时，可视为操作机构内部故障，需将故障的具体原因找出来，并判断故障是否是由于机械故障或二次回路故障引起，再采取相应措施进行处理。检查二次回路运行正常后，再检查操动机构。检查主拐臂连接轴头间隙是否正常，虽然操动机构此时可以正常运行，但是断路器却无法合、分闸操作;断路器误动，可能是因为断路器正常运行状态下，在没有进行分合闸操作或电路故障时，断路器自行合、分闸。当出现此类问题时，需立即确认不是误操作引起的，然后应对操动机构和二次回路进行仔细排查。当发现操动机构箱内辅助开关触点存在短路的情况，就会造成误合、分闸现象。而导致此类问题原因很可能是因为机构箱顶部漏水导致，雨水一旦渗入到机构箱内的辅助开关上，从而使触点发生短路。

1.2 处理措施

针对高压真空断路器拒合、拒分或者误动问题如何处理，首先要检查操动机构中各个部件的连接情况，发现间隙过大或不合格的零件时要进行更换，以确保操动机构的稳定性。同时，还需检查操动机构箱内部的密封措施，针对下雨时出现因密封原因导致漏雨的部位进行处理，并在输出的连杆拐臂上进行密封处理。

2 断路器储能机构储能后，储能电机不停转动故障处理

2.1 故障原因

当断路器合闸后，操动机构储能能量释放，此时储能电机开始工作，拉伸储能弹簧，当弹簧拉伸到位时，会发已储能信号。而此时出现储能电机不停转动的原因是由于弹簧储能后，储能机构的拐臂无法将行程开关关闭，一直使储能回路带电运行，导致电机不能因储能到位而停止工作。

2.2 处理措施

对储能电机不停运转进行故障处理时，需检查和调整行程开关的行程位置，必要时将行程开关更换，确保拐臂在最高位置时使行程开关断开储能回路。

3 高压真空断路器的回路电阻增加故障处理

3.1 故障原因

真空灭弧室内触头通常是指型对接式，当触头间接触电阻过大时，容易导致故障跳闸断开短路电流时触指发热，导电和电路的分合会受到影响，所以回路电阻值应在规程允许范围内。因为弹簧的弹力会影响接触电阻，所以在测量时要在超行程合格情况下进行。触指的磨损会使回路电阻值不断增加。而触指的磨损和断路器触头开断的次数，是高压真空断路器回路电阻增加的主要原因。

3.2 处理措施

对灭弧室触头定期进行检查，并对超行程与开路进行调整。根据规程对回路电阻进行测量。如果回路电阻值过大，在调整后检查真空灭弧室的真空度，在必要时应及时更换。

4 断路器合闸弹跳时间增加时故障处理

4.1 故障原因

如果真空断路器在合闸时弹跳时间增加，会导致触头烧毁。一般情况下真空断路器合闸弹跳时间在2ms以内，断路器触头弹跳的时间，会随断路器的运行时间增加而增加。当断路器使用到一定的年限后，弹簧机构的弹簧能量会随之下降，也会伴随弹簧机构出现磨损问题，从而影响合闸时的弹跳时间。

4.2 处理措施

发现此类问题，需增加触头弹簧的弹性能量的压力，观察弹簧是否已经发生弹性形变且无法恢复，也可视情况严重与否对触头进行整套更换;当销轴和拐臂之间间隙较大时，应及时更换或调整;传动机构的调整，可利用断路器在合闸位置时机构超过主臂死点的传动较小这一特点将机构调校到靠近死点的位置，就能解决合闸后弹跳时间的问题。

5 断路器触头故障处理

1)当断路器触头之间开距过小时。可能是因为机构内部部分零件老化变形或没有将触头的开距调整到最佳位置所致。如果开距调整的过小又将导致其绝缘水平和开断能力。

处理方法：在调整开距和调整垫片时，严格按照厂家的要求进行;

2)当触头开距过大时。最大的可能性是机构内部零件老化变形或没有将触头开距调整到最佳位置导致。如果开距调整的过大将导致合闸操作功率和冲击力增大，缩短灭弧室的寿命;

3)当触头烧损过量时，其原因为：(1)触头磨损量会随使用次数增加而增大，从而使触头间压力变小，这样下去则会导致触头接触不良;(2)制造触头所选材料和加工时的工艺差，使其表面发生氧化;(3)当开断短路电流次数逐渐增加时，触头之间磨损程度也会相应增加;(4)开断电流时，因电弧产生触头之间有机械杂质或残存碳化物;(5)内部机构机械卡涩，触头和弹簧有发生断裂或老化现象;(6)触头调整不适，会使有效接触面变小，通过触头的电流会变大使触头发热。而触头烧损过量又会使真空灭弧室彻底损坏。

处理方法：测量导电杆长度变化量，若变化量>3mm，则需更换整个真空灭弧室。

6 断路器触头行程故障处理

1)当断路器触头接触行程过大。这时可能是机构内零件老化变形或接触行程没有调整合适所致。触头之间接触行程过大将使冲击力、接触压力增大，合闸反弹簧幅值、合闸时重击穿机率、合闸操作功率增加，使真空灭弧室的机械寿命缩短。

处理方法：首先手动缓慢合闸，其次测量触头接触行程，再手动分闸，然后调整接触行程的螺栓后减小接触行程。此时只需调整内部机构输出杆的长度就能减小接触行程;

2)当断路器触头接触行程过小时。可能是由于机构内部零件的老化变形或没有把接触行程调整到合适位置导致。触头接触行程过小会增大触头间接触电阻、减小接触面压力、增加合闸弹跳时间从而缩短了真空灭弧室的机械寿命。

处理方法：首先手动缓慢合闸，其次测量触头接触行程，再手动分闸，然后调整接触行程的螺栓后增大触头接触行程，此时只需调整机构输出杆的长度就能增大接触行程。

参考文献

[1]马玉杰.高压真空断路器故障分析与处理[J].价值工程^,2012(30).

[2]刘松成,何正旭.高压断路器常见故障原因的分析与处理[J].中国新技术新产品,2012(20).

[3]姜春义.常见的高压真空断路器故障分析[J].节水灌溉,2012(10).

高压真空断路器触头烧毁分析 篇9

6/10k V真空断路器已在安阳钢铁集团股份有限公司动力厂应用已近10年。重量轻,结构简单、良好的开断性能、较低的维护成本、较长的使用寿命等优点使其在动力厂旧变电站改造中得到更广泛的应用。动力厂西区变电站与KYN型开关柜配套使用的VS1-12型真空断路器,出现了两期触头烧毁的事故。现根据运行和维护的情况加以阐述。

1 触头结构

与KYN型开关柜配套使用的VS1-12型真空断路器触头是一种自动复位捆簧式梅花触头。它有一个动触头导电联接杆;在该导线联接杆的环形槽内有与之相接触的动触头触片,动触头触片内侧有一环形支架,外侧捆有紧固弹簧;动触头触片端部有一个与之相配合的静触头。所述的动触头触片与动触头导电联接杆的环形槽的接触处为外高、内低的不等高双圆弧形。优点在于,当静触头拔出后,动触头触片外高、内低的不等高双圆弧同时紧贴动触头导电联接杆的环形槽内,实现自动复位,确保手车式高压开关柜的安全运行。

而该型号的触头在2008年连续出现梅花触头载流故障,而引起弧光短路造成触头系统烧毁的事故。

2 原因分析

经查阅相关资料和分析认为:认为梅花触头载流故障主要有如下原因:

2.1 梅花触头或静触头或触臂选用材料导电率过低造成运行过程中发热量过大、温升过高所造成。

根据故障录波图可知发生故障时的电流为900A,而开关额定电流为1600A,即使导电材料的导电率只有32%,也不至于发生事故。因此认为本例事故应该不是此原因。

2.2 梅花触头外侧的紧固弹簧张紧力不够,造成接触电阻偏大,在运行中因承受过高的温升使弹簧特性变坏、使触头间的压力下降,接触电阻随着时间的推移而不断加大,接触不良的程度逐步加剧,以致在电流较大时过热起弧而烧毁。

本例事故也不太可能是这个原因,原因同“2.1”。

2.3 梅花触头外的弹簧热处理不过关,造成材料过脆,弹簧断裂,起弧而烧毁。

我们曾遇到过这样的梅花触头:货到开箱时弹簧已经断裂,本例事故就有可能是开关推入柜子后,由于弹簧断裂而造成的事故。事故后检查并未发现弹簧断裂,因此这起事故的起因也不太可能是这个原因。

2.4 梅花触头外的紧固弹簧选材不对,按要求该弹簧必须选用非导磁性材料制造,以避免在运行过程中,负荷电流在弹簧中产生涡流而发热,因发热造成弹簧逐渐退火,张紧力越来越小,接触电阻越来越大,由于接触电阻的变化累积效应,到一定程度便导致事故。

由于该事故是投运近一年后发生的,因此认为可能是这个原因造成的。为此对所发生事故和同批次的触头弹簧随着春季检修一一进行检查,结果发现紧固弹簧均能被磁铁吸引,均为导磁性材料制造。

3 解决方案及措施

3.1 订货方面

再订购此类型真空断路器时,在技术协议中均应加入“紧固弹簧必须选用非导磁性材料制造”这一要求,以避免类似事故的发生。

3.2 检修方面

3.2.1检修维护时,对紧固弹簧进行检查,对用导磁性材料制成的均更换为130M无磁弹簧,使得触头载荷后弹簧不会产生磁场,不会发热,不会断裂。

3.2.2检修维护时重视对触指和弹簧外观进行仔细的检查,对触指有烧灼痕迹及紧固弹簧有变形损伤现象的应及时予以更换。

3.2.3检修维护时测量每相主导电回路的电阻值。触头接触电阻与触头间的压力有关,在一定范围内,弹簧压力越大,接触电阻就越小,接触电阻越小正常运行时其性能就越稳定。

3.3 运行维护方面

3.3.1现有条件下,坚持用红外线测温仪定期测试各开关柜的柜面温度,并和同类型、同负荷的开关柜进行对比,发现异常,增加测温次数,若温度继续上升,而负荷变动不大,应立即申请停电检修,通过测诊检断后,及时查出热源的发源地进行相应处理,避免再次造成触头烧毁事故。

3.3.2金属铠装全封闭高压开关柜在运行时,触头、母线、电流互感器、柜体等构成了多个热源,高压开关柜及内部各部件又构成了复杂的热阻网络。仅通过用红外线测温仪定期测试各开关柜的柜面温度,并不能反映触头的实实时运行状态,更不能准确测得触头的运行温度,更不能及时准确判断热源的发源地。因此应尽快上马触头在线测温装置,以在线保健、体检真空断路器,以设备在线状态为主,努力使所监测的数据更真实地反映设备实时运行善状况,及时提供断路器的运行情况,及早发现事故隐患,以有效地减少事故停电时间,避免不必要的经济损失,从而做好电气设备的“医生”,为电气设备的健康而服务。

结束语

发现问题、研究问题、逐步解决问题,不断增加技术积累。探索、总结,不断创新,使电气设备始终处于良好的运行状态。为安全优质供电作出贡献。

摘要：通过对高压真空断路器存在问题的分析,找出了原因,提出了解决问题的方法,保证了高压真空断路器的安全可靠运行。

关键词：高压真空断路器,问题,对策

参考文献

[1]编委会.高压开关柜安装、调试、运行与维护手册[M].北京:中国电力出版社,2005.

降低柱上真空断路器的故障率 篇10

【摘 要】目前，在电力糸统中配网运行中柱上真空断路器的故障，都是由于厂家设计配制及采用材料材质不合格，且在安装、检修、运行不当引起，所以笔者通过对柱上真空断路器在材质、安装、检修、运行中出现的故障现象，加以分柝并提出一些消除对策。

【关键词】开关；安装；检修；运行；分析；对策

柱上真空断路器作为一种转换电路和保证停电检修安全的设备，特别是在配网故障分段（缩小范围）查找起到相当大的作用，还有柱上真空断路器本身又具有结构简单、性能可靠、规格品种齐全、安装方式灵活、适用范围广、通用性强等优点，在电力糸统中被广泛应用。

1.故障分析

（1）因为尤溪县地属山区地带，居民居住分散，配网线路长（10kV及35kV将近3000公里），柱上真空断路器作为配网线路的分断开关，对故障线路查找（可以缩小查找范围、缩短查找时间、节省人力物力）、隔离故障点、提前恢复供电、增加供电量，提高供电可靠性起到无可替代的作用，所以柱上真空断路器在尤溪供电公司辖区配网线路的使用越来越被广泛采用；但由于柱上真空断路器部份零部件材料使用不规范或不合格，致使柱上真空断路器的故障时有发生，已经严重影响到供电的可靠性，所以该问题也越来越受到使用单位的重视；其二，柱上真空断路器的保护定值整定范围较窄（一般是：100/5A、200/5A、300/5A），难以准确整定其保护动作值，动作准确率差，拒动、误动、越级动作时有发生，其主要表现为：速断倍数都是按厂家的说明书进行理论整定，速断保护及过流保护是合在一起工作的，造成过流保护无法单独退出运行，从而使速断保护不能进行实际的通大电流试验；柱上真空断路器过电流等级有200A、400A和630A，而速断倍数一般为3、5、7等，对于一般用户，电流200A已经足够，很多时候没有2倍的定值，只好采用3倍，又要考虑跟变电站和用户以上各级整定保护相配合，所以造成了同回线路有可能很多级的柱上真空断路器的保护定值都是一样的，故动作没有选择性，动作跳闸时上、下级或多级保护一起动作。

（2）如图1所示，是由机械故障引起的，因柱上真空断路器作为配网线路分断开关，一般安装在配网电杆上，真空断路器机构箱密封不严（大部份机构箱采用的密封材料质量不符合规范要求），作为户外设备，真空断路器是完全暴露在大气环境中，长年累月承受着环境和各种恶劣气候条件的影响，风、雨、雷电、潮气、冰雪、盐雾、沙尘、空气污染及各种烟尘污秽，不断侵蚀着机构传动的金属零部件，使其生锈腐蚀，造成机构转动部件卡涩，机构转动阻力加大，转动不畅，严重时会造成机构转动部件锈蚀卡死，机构拒动，影响其力学性能，其主要表现为：断路器分合储能位置指示器机构卡涩故障（分、合闸指示不对位）；储能位置指示器弹簧较细、老化造成的故障（断路器储能指示不对位）；断路器开关弹簧操作机构卡涩故障（分、合闸困难）；其二，机构箱密封材料使用不当，使机构箱密封不严，容易造成渗漏，雨水及腐蚀性气体进入机构箱内部，也造成端子排固定螺栓、连接片生锈腐蚀，回路电阻增大，导电性能降低，进而影响其电气性能，其主要表现为：二次保护回路不通，保护失去作用（相当于无保护）。

（3）雷电波的侵蚀，由于柱上真空断路器都是安装在户外配网线路上的，往往因为配网线路上安装柱上真空断路器处没有加装避雷器、金属放电金具或因避雷器没有定期轮换试验，使避雷器失去保护作用，一旦避雷器失去作用，雷击过电压将直接对柱上真空断路器造成破坏；其二，虽然有加装避雷器、金属放电金具，但因接地网接地电阻不合格（接地网焊接处没有焊好或没有防腐措施，造成脱焊或因腐蚀而断裂）或因没有按期进行例行试验测量，造成接地电阻不合格，同样会避雷器失去保护作用。

表1 柱上真空断路器故障原因和要因确认

（4）如表1所示，维护检修人员巡视维护不到位，维护检修人员存在着对设备工作原理、设备构造不了解，维修经验不足。

2.故障处理

（1）通过和厂家沟通，向厂家咨询和要求厂家提供技木帮助，提出改造机构（如机构部件材质更换为不锈钢等）措施和消除机械故障措施，并在日常维护中，应在机构转动处加注润滑油及对机构箱的密封材料进行改进等措施；对经常出现同类型的故障原因加以分析，寻找有针对性的解决方法，有效解决问题。

（2）建议厂家进行整改，增设二次保护拨码或保护压板，能够单独对过流和速断分别校验并且增设速断延时保护。

（3）定期进行技术培训和经验交流，邀请厂家技术人员或有经验的检修人员对维护检修及运行人员进行专业技能培训和经验传授，提高维护检修及运行人员的维护检修技术水平。

（4）和物资部门多联糸沟通，在选型定货时，应在技术协仪书上加以说明补充，对到货设备按新要求、新标准进行验货。

（5）不断改进调试试验设备（仪器）和先进的试验方法，使引进的设备测量数据更加准确，试验采用方法更加科学、有效。

（6）加强对避雷器及接地网的安全管理，按期对避雷器及接地网的测量试验工作，特别是每年雷雨季节前应进行一次全面的检查。

（7）要求各线路维护班组，将柱上真空断路器的巡视项目，纳入“架空配电线路及其设备现场运行规程”登杆塔检查的内容。

户外智能真空断路器的研制 篇11

随着用户对供电质量和供电可靠性的要求提高,要求电力供应部门提供更加安全、经济、可靠和高质量的电能,因此对高压电器产品的要求也就随之增加,故高压电器产品在不断地更新换代,并不断地朝着小型化和智能化的方向发展[1]。

户外真空断路器主要应用于城网、农网、油田、矿山及铁道等各种不同性质的负荷及频繁操作场合,是构成配网自动化系统及智能化变电站的理想终端设备。由于部分地区独特的气候特点,普通断路器是很难满足供电可靠性和配网自动化的要求。为了适应新疆特殊的天气条件(光热丰富,干旱少雨,昼夜温差大,风沙大),实现配网自动化的需求,本文在原有的户外永磁机构真空断路器的基础上研制出了一种改进型的产品。针对以前的产品很难适应新疆的恶劣天气,独特设计了控制箱,因此提高了断路器适应环境的能力,主要工作是控制箱的结构,内部的温度控制装置,还有重新开发的智能保护单元。配备的GPRS通信功能,可以利用无线网络和SCASA后台通信。

针对普通户外交流真空断路器或重合器保护配置简单(大多依靠过电流脱扣器,来实现电流速断和过电流保护,没有单相接地保护和故障信息就地显示、远传及遥控、遥测等功能),不能实现对配电网设备可靠保护的缺陷。本文开发出了一种以微处理器为基本元件的PARC智能控制箱。它保护完备,完全具备与广泛用于户内配电柜的微机保护测控装置一样的功能,它自带直流电源(蓄电池及配套设备),能为保护装置、永磁控制器、断路器等可靠供电;它的箱体通过独特设计,耐高温+70℃、低温-40℃严寒和风沙,可以在户外任何环境条件下可靠运行。它与ZW45型户外永磁机构真空断路器以及SCADA后台配合使用,真正实现了开关智能化、配电网自动化。

1 断路器整体结构设计

1.1 断路器整体结构设计

本文设计了一种采用三相分立的支柱式敞开式结构以及环氧树脂与硅橡胶复合绝缘方式的户外高压交流真空断路器,采用了优质真空灭弧室和专为10 kV断路器设计的永磁操动机构,从而产品具有可靠性高、小型化、免维护、短路电流开断能力强的特点[2]。其主要技术参数见表1。

该断路器主要由集成固封极柱、电流互感器、永磁操纵机构及箱体组成,断路器的外形结构图如图1所示。断路器为小型化设计,整体采用三相支柱式结构,该结构简洁明快,设计精度高,安装方便,无需调整即可满足真空灭弧室开距和超程的要求,并且可以避免箱式结构出现的“内部凝露”问题。机箱外壳采用达克罗防锈处理,有效防止机箱在恶劣温度下变形。

1—上进线2—真空灭弧室3—绝缘硅橡胶4—SMC绝缘材料5—硅橡胶外套6—软连接7—中间法兰8—绝缘支柱9—支柱硅橡胶外套10—绝缘拉杆11—永磁操动机构12—底座13—电流互感器14—下出线

1.2 操作机构

本断路器采用CDM-3S型永磁操动机构。该操动机构是一种用于中压真空开关设备的电磁操动、永磁保持的操动装置。其独特之处是由永久磁铁实现机构终端位置的保持功能,取代了传统的机械脱扣和锁扣装置。和传统的断路器操动机构相比,永磁机构采用了一种全新的工作原理和结构,具有其它技术无法比拟的独特之处,从根本上克服了其它技术的固有弊端:工作时主要运动部件少,无需机械脱、锁扣装置,故障源少,具有很高的可靠性。可长期频繁操作,真正做到了永久性免维护。同时由于采用储能电容器作为操作电源,因此避免了辅助电源波动对机构动作特性的影响[3]。

2 智能控制箱

控制箱内装有PARC保护智能控制器、永磁机构控制器、GPRS模块、蓄电池、电源管理器、温度检测装置等。PARC保护智能控制器集保护、监测、控制、故障处理(故障定位、故障隔离、网络重构)、遥测、遥信、遥控、FTU/TTU等多功能于一体,可满足环形供电网/放射式电网中的变电所出线开关和线路上各类开关的保护和自动控制的要求,进而实现配电网自动化功能。GPRS模块可实现与SCADA后台软件的通信。

控制箱结构特点如下:控制箱采用了特殊的设计,具有防尘、防水、防虫功能;留有通风孔,能够靠自然通风保持箱内元器件干燥,防潮、防凝露;内部全部使用保温材料,保持控制箱内的温度不变;控制箱体外装有隔热板,更加有效地防止了炎热地区太阳直射产生的高温。与开关之间的接线采用航空插头连接,可靠保证了二次线的绝缘和密封性能。控制箱内安装了金属温度控制调节器,当环境温度低于+5℃时,该装置自动加热,加热到+25℃时,该装置停止加热;当环境温度高于+50℃时,该装置自动启动散热系统,温度降到+40℃时,该装置停止工作。

3 基于微处理技术的控制单元

采用微处理器作为控制单元核心的保护智能控制器PARC。使得智能断路器本身在具有现场逻辑控制的基本功能外,又具有定时限、反时限、单相接地等多种保护,具有丰富的事件记录、远程通信等配电自动化的功能。

3.1 装置硬件结构

装置硬件结构图如图2所示。

功能单元由主控板、电源板、操作面板控制板、LCD控制板、电流电压变换器板、继电器板及外壳和接线端子组成。

主控板插件有高性能的CPU、现场可编程器件、专用高精度A/D采样器件、光电隔离输入输出接口、定值存储器、跳合闸逻辑电路、多路开关、低通滤波器、高精度运算放大器、精密电位器、电流限幅保护、模拟通道接口、硬件看门狗、光电隔离通信接口等组成。

电源板采用小型开关电源,交直流两用,工作电压范围大、效率高。继电器板由分、合继电器,信号继电器组成。液晶模块采用(128×32)液晶显示器,可显示测量数据、保护信息、事件记录等。采用液晶低功耗运行方式,延长了LCD使用寿命。

面板按键的设计简洁明了便于操作,采用拨动开关实现保护电压的投退,使操作更直观;信号灯采用LED发光器件,使用寿命长,并且每个LED各表示一个工作状况,使应用者对装置及系统的运行情况一目了然。各部件采用分层安装,散热好,抗干扰能力强[4]。

3.2 工作原理

从电网一次设备CT及PT采样来的电压电流信号经精密电压电流变换器采样,经低通滤波器后再经8选1多路开关、高精度运算放大、限幅保护,变换成一定幅度的交流电压信号,经A/D转换后的数字量通过单片机来运算、处理,同时,CPU接收经过光电隔离的脉冲信号和遥控输入信号以及通过键盘查询、整定定值等的输入信号,所有信号经CPU运算、处理,发出相应的跳合闸信号和告警信号到驱动接口电路,驱动接口电路将这些信号送到出口继电器板,出口继电器板上的跳合继电器触点接通断路器的跳合闸回路,告警信号继电器接通告警回路。同时,CPU发出相应的位置、状态信号,所有信号测量、保护动作值、跳合闸变位记录、整定过程、查询过程、故障、遥信量、时间等均能在LCD上显示。CPU通过UART接口与GPRS模块相连接,GPRS模块通过GPRS网络将现场的数据发送给SCADA监控系统。

4 配电网自动化的实现

4.1 SCADA后台监控软件

为实现配电网的自动化,本文研制开发了SCADA监控系统。本系统集数据采集、显示、控制、报表、通信等功能于一体的开放式、网络化、组态化的电力自动化监控系统软件。

SCADA监控系统主要包括通信子系统、数据子系统和显示子系统。通信子系统采用通信口和微机保护单元分层的设计原则,它们之间有标准的软件接口。通信口负责通信报文的接收和发送,是单元与外部设备进行信息交换的软件通道;微机保护单元功能一方面是负责解释通信口接收的通信报文,更新数据子系统中与之相关的数据,另一方面负责构造通信口发送的通信报文。数据子系统管理着整个系统的所有信息,包括模拟量、开关量、保护定值和各种类型的操作。显示子系统由各种图片组成,图片以文件的方式存在于计算机中,由“图片组态软件”进行创建和修改,包括屏幕主图、屏幕子图、屏幕弹出式子图、统计报表满足不同应用场合下的功能的要求。

4.2 配网自动化实施的网络结构原理

该配网自动化实施的网络结构如图3所示。

远程GPRS终端利用GPRS网络传输开关保护装置采集的数据,数据经过打包、加密、CRC校验后通过无线方式发送,经过通信基站进入GPRS网络,数据经过网关GGSN后进入Internet,最后通过防火墙到达企业内部的管理服务器,监控中心主机通过局域网来访问远程配网传输的数据。监控中心将接收到的数据经过解包、CRC校验、解密后通过网口转发到监控主机的后台监控界面上。相反,当远程配网监控系统上位机下发数据时,数据经过打包、加密、CRC校验后通过Internet网络和GPRS网络发送到远程GPRS终端。远程GPRS终端将接收的数据经过解包、CRC校验、解密后通过RS232口发送到保护装置PARC单元中,然后对一次开关设备执行操作[5]。

5 结语

针对新疆地区特殊的气候条件,设计了具有很高适应能力的户外智能真空断路器。它采用的特殊的控制箱箱体结构设计,以及内部的温度调节装置,可以在极端的气候条件下保证断路器可靠工作。该智能断路器在新疆时代油田已投入使用,现场运行效果良好,满足了当地生产生活用电的需求,实现了配电网的智能化和自动化。该产品具有广阔的市场发展前景。

摘要：为了适应个别地区特殊的气候条件,实现配电网的智能化、自动化功能。设计了一种配电网智能真空断路器,采用特殊工艺处理的开关本体,以及经过特殊设计的控制箱,可以在任何特殊的气候条件下使用。研制开发的PARC智能控制器、SCADA监控系统,可以实现断路器的智能化和配电网自动化。该智能断路器在新疆时代油田投入使用,现场运行效果良好,满足了当地生产生活用电的需求。

关键词：真空断路器,智能控制器,配网自动化

参考文献

[1]林莘.现代高压电器技术[M].北京:机械工业出版社,2005.

[2]冯亚清,马志瀛,刘韬,李新民.真空断路器外表面绝缘及其电场计算[J].高电压技术,2003,29(3):18-20.

[3]林莘.永磁机构与真空断路器[M].北京:机械工业出版社,2005.

[4]李洁,徐建源.基于DSP的双CPU变压器运行参数监测装置的研制[C]//第一届电器装备及其智能化学术会议论文集,2007:401-406.