摘要：目前在10千伏及以下电压等级配网中，真空断路器已逐步取代油断路，成为主流产品。与油断路器相比，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、运行可靠性高的优点，所以广泛的用在在10KV的系统中。本文从真空断路器的工作原理、常见缺陷等方面着手，深入分析了各种缺陷和故障，提出相应的检修策略，并针对缺陷提出了运行维护与检修试验的一些建议。
关键词：断路器 检修 缺陷 故障
一、引言
随着真空断路器不断提高的制造水平、设计与检测的手段，之前的维护检修制度无法跟随电网的发展。所以， 必要的时候要对真空断路器“适当的维护”。对于断路器在状态检修这一方面，其基本条件还不完全具备。一是能准确的在线监测手段，这方便及时准确将设备的状态掌握住。这对判断断路器的运行状态有着决定性的作用。
二、10kV真空断路器工作原理及常见缺陷
真空断路器利用真空中电流过零点时，等离子体迅速扩散而熄灭电弧，达到切断电流的目的。真空灭弧室是真空断路器的主要部件，开关寿命长短决定于触头的磨损和灭弧室真空度，真空度是真空断路器的重要技术指标。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。同时，真空断路器还包括操动机构、传动机构、绝缘件等，它们肯能引起真空断路器分闸失灵、弹簧操作机构合闸储能回路故障、分合闸不同期、弹跳数值大等其它缺陷。
三、10kV真空断路器的故障判断
1.真空泡真空度故障判断
真空度的测定,普通应用冷阴极电离真空计的原理。冷阴极电离真空计,是用两电极间的放电电流傻来测定真空度的,它有着:当电极部分施加一定的磁场就容易引起极间放电的构造。但是,真空开关的电极与此相反,因为制造上的关系,所以与冷阴极电离真空计相比较,极间放电很困难,放电电流也不易稳定。因此,本文提供一种真空开关,它具有应用冷阴极电离真空计的原理制造真空度的测定装置,只要真空度在测定的范围内,就可以使极间产生可靠地放电,从而准确地进行高真空度的测定。在被测真空开关上施加一定的电压和磁场,并且根据需要,在一定的电压和磁场上,叠加一脉冲电压和磁场。本真空开关真空度的测定方法,由于将电极与被绝缘部份的电位,通过静电容量测定,以检查真空容器中的真空度,因此,可以避免以往产生的错误和误差。正确地检查出真空劣化,不会产生因真空漏泄而造成真空度降低的危险。
2.真空断路器分闸故障判断
真空断路器是一种灭弧原形异于其他类型断路器。当其空开关开断交流电流时,在分离的触头之间形成电弧放电,这种放电使开关通过线路电流而具有比较小的电压降落。对静态线路,这种电压降落可百作一个低值电阻。当电弧停止燃绕或熄灭时,大约在数微秒的时间坚,开关对线路呈现为一个高值电阻,并进而阻止电流流通。
电磁开关根据频繁操作、寿命长的要求而采用简单的操作方式,合闸动作多为电磁操作。合闸时的振荡现象会产生触头熔接等恶劣的影响,所以须尽可能缩短这一现象的持续时间,一般开断速度在2～3m/s以下。为判断该真空断路器分闸故障,即切断电溶性电流的过电压与关合涌流的能力,可采用切合电容器组试验检测,同时改铜质分闸顶杆为钢质,以避免变形。其检测包括分闸回路检测、分闸线圈检测、分闸线圈电阻值检测、分闸顶杆检测、操作电压检测等检测内容。
3.真空断路器触头故障判断
真空断路器开断时由于触头形成的金属蒸气在电极间隙内会产生所谓“电弧”。真空外壳的触头材料对真空断路器的性能有很大的影响,亦即,断路器用的触头材料必须同时满足开断容量大、耐压高、有一定的耐熔接性等性能。
真空断路器在频繁操作时触头开距、接触压力等会发生变化。由于真空断路器本体机械性能较差,多次操作后,由于机械原因导致不同期、弹跳数值偏大。在安装和操作时,要反复承受拉伸、压缩、振动、冲击等负荷的同时,也必须耐受温度变化(循环)、热冲击等作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
四、10千伏真空断路器的检修
1.对10kV真空断路器进行状态监测
对10kV真空断路器的运行过程应进行以下几个方面的运行状态监测：机械性能监测，电气寿命监测，绝缘状况监测等。
首先，对真空断路器的机械性能进行监测。经统计，真空断路器的故障有70～80%是由机械故障引起的，因此必须加强对断路器机械性能的实时监测。机械性能监测时，主要监测参数应包括：分合闸时间，分合闸控制回路的电流的时间特性，三相同期性，分合闸速度，刚分及刚合速度等。
其次，对真空断路器的电寿命进行监测。真空管的使用如果超过寿命，会造成失效，失效后不能可靠的断开电弧，容易引起断路器的爆炸事故。因此对真空管的电寿命进行实时监测非常重要，经过监测实时预报断路器的电寿命，以便在终结前进行及时更换。电气寿命监测时，主要的监测参数主要有：真空管的真空度，等效开断次数，触头的开距，触头磨损情况，负荷电流等。
再次，对真空断路器的绝缘状况进行监测。经过统计断路器的事故发生率，得知绝缘事故的发生率仅次于机械事故，因此，运行过程中如果运用绝缘监测装置实时监测，便可以及时地发现安全隐患，避免绝缘事故发生。在绝缘状况监测时，主要的监测参数有：绝缘电阻、电流泄露、局部放电量，局部放电次数等。
2.对10kV真空断路器进行开距、超行程的检修
开距，是指当真空断路器处于分闸状态时，两个触头之间的距离。开距对断路器的绝缘性能有直接影响。开距的测试方法是：在动导电杆上选测一点A，并在静导电触头上选测一点B，测定点A在断路器合闸状态时，相对于点B的位移的差值即可。当开距不合理时可以用转动真空泡的角度同时调整动导电杆长度的方法来调整。
超行程，是指断路器的动触头移动到静触头，与静触头接触时，断路器触头弹簧的位移。超行程的变化反映的是真空泡触头的磨损量，而且超行程的大小影响断路器分和闸速度，因此每次检修都应及时将超行程调整到标准状态，而且当发现动静触头磨损时，到一定程度应及时进行更换。
3.对10kV真空断路器进行真空度检测
对真空断路器进行真空度检测时，可以采用工频耐压法进行检测，如果发现有放电声音，则说明此真空泡的真空度下降，应立即进行更换。但工频耐压法只适用于真空度下降较为严重的情况，而断路器在实际运行过程中，较轻度的真空度下降也会引起断路器故障，所以在实际检修过程中，最好使用真空度检测仪对真空断路器的真空度进行检测。
4.对10kV真空断路器进行三相同期性测量
实际操作过程中，三相分合闸的同期性差别一般不应大于2ms，如果断路器的同期性差，在操作时容易产生高倍的过电压。三相同期性可以通过sc16光线示波器进行检测，也可以用综合测试仪或者秒仪进行测定。如果测定值超过标准值，应尽快采取相应措施予以调整。
5.对10kV真空断路器触头进行接触电阻测量
真空断路器运行中，应对真空断路器的触头进行接触电阻测量，测量电阻是否增大，如果未能及时发现触头的接触电阻增大，可能会引起真空泡爆炸事故。
接触电阻的测量方法是压降法，即在导电回路通过100A直流电流的情况下测量压降。
6.对10kV真空断路器的操动机构进行检修
操动机构的活动的部位都应使用润滑油，使机构具有灵活性，并且有助于减少磨损，同时应将磨损部件进行及时更换；应该检查操动机构的所有紧固，防止松脱情况发生，使分合闸动作顺利。要注意调整分合闸半轴与扣板的扣接量，如果扣接量太大，机构会出现拒分或拒合现象，如果扣接量太小，会使机构的分合闸动作不可靠。
参考文献:
1.ZN28-10真空断路器说明书
2.孟祥萍. 电力系统分析[M]； 中国水利水电出版社2004
3.刘右来 黄瑞梅. 高等电压技术[M]；中国水利水电出版社2004
4.燕东园.真空断路器的运行[J]；建筑电气；2003年03期
论文作者:赵玉璐,于双利
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/20
标签：真空断路器论文; 断路器论文; 触头论文; 真空度论文; 电流论文; 故障论文; 电阻论文; 《电力设备》2018年第13期论文;