摘要：真空断路器的制造技术在近些年来取得了比较明显的发展，同时已经具备了免维修的条件。但是真空断路器在实际进行运行的过程中，由于灭弧室真空度降低和其他方面的存在一些原因。所以，在使用的时候要制定一些相应的防范措施，避免真空断路器在运行中出现危害人身安全的情况。本文就针对高压真空断路器的维护及检修进行深入探讨。
关键词：高压真空；断路器；维护；检修
1、真空断路器在农网应用中存在的主要问题分析
操作机构及机械故障是影响高压真空断路器运行的主要原因。近年来，某市供电公司农网报修及要求生产厂现场技术服务的真空断路器故障共23次，21次是机械故障引起，约占总故障的91%。变电站使用的真空断路器操作机构故障通常是辅助开关切换不良、微动开关动作失灵、传动件卡死等原因引起。配网线路分支线路上使用的真空断路器，大部分故障是机械传动设备安装工艺不良、材料磨损、弹簧特性改变等原因引起真空度是真空断路器真空管的关键指标，由于10kV真空断路器结构紧凑，装配完成后真空度难以现场测试，目前没有真空度在线监测成熟的技术，只有当设备停电断路器解体才能对真空灭弧室真空度进行测试。现场实际应用中，对10kV断路器断口进行交流耐压试验，作为真空断路器断口间绝缘介质强度的判断依据。灭弧室真空度下降很可能使断路器在分闸时动、静触头之间产生放电击穿，严重地威胁着高压真空断路器的安全运行。 控制辅助回路问题多发。安装在变电站及开闭所的真空断路器，辅助开关的故障较为普遍，不仅会造成开关拒动扩大事故范围，还有可能使分、合闸线圈储能电机烧损。辅助开关及微动开关故障，主要由于元件制造质量和装配工艺不良引起。辅助开关转换不灵、腐蚀、断线、受潮、接线端子松动等仍为高压开关设备运行维护中不可忽视的问题。辅助回路故障的检修处理主要在正常运行维护工作中处理，要加强各种设备备品备件的储备。
2、真空断路器灭弧室的结构
真空断路器的灭弧室，其外壳是由玻璃、陶瓷或微晶玻璃等无机绝缘材料制成，外壳内部有一对触头，即动触头和静触头，动触头固定在动导电杆的端部，静触头固定在静导电杆的的端部，动静触头的两端用金属盖板封闭，组成其一个密封的容器。动导电杆在灭弧室内外各有一部分，动导电杆通过波纹管和金属盖板的中心孔伸出真空灭弧室外，波纹管具有一定的弹性，它可以沿导电杆的方向纵向伸缩，因而动导电杆的移动不会破坏灭弧室的密封性，波纹管对真空灭弧室的机械寿命起着主要的作用，波纹管一般都是采用0.15厚度的不锈钢油压成型，它的上端设有一个金属屏蔽罩，以防止电弧生成物烧伤波纹管。由于真空灭弧室触头接触面在经过多次开断电流后会逐渐磨损，使得触头行程增大，相应波纹管的工作行程增大，因而波纹管的寿命迅速下降。真空灭弧室是一个独立的密封部件，不能拆开或更换触头，如灭弧室漏气或触头磨损超过了规定数值，就必须更换。真空灭弧室内部气压很低，一般为1.3×10-4Pa，因而灭弧能力强。
3、断路器常见故障查找
3.1断路器合闸失灵
当合闸失灵时，可分为直流接触器是否动作两种情况处理。（1）直流接触器未动作。①直流接触器线圈上没有电压时，可能控制回路断线、操作熔断器熔断、控制断路器接点不通、辅助断路器常闭接点或防跳继电器常闭接点不闭合。②直流接触器线圈上有电压时，可能直流接触器线圈断线、操作电源太低、接触器铁芯卡涩或弹簧反作用力太大。（2）直流接触器动作。①合闸铁芯不动作，可能原因有合闸线圈接头松脱或线圈烧毁、合闸回路熔断器熔断或回路断线、合闸铁芯严重卡涩。②合闸铁芯动作，可分为铁芯空合和铁芯顶住滚轮动作但合不上两种情况。前者原因有：控制回路有问题，分闸线圈带电、机构在分闸后未能复归、分闸机构死点自锁作用不可靠、脱扣板扣入太少或啮合面间涂有润滑脂产生打滑。后者原因有二控制回路有问题，合闸后分闸机构又动作跳闸(如有保护跳闸信号、联锁跳闸信号等)、合闸铁芯行程不够或顶杆太短使支架与滚轮间无间隙、合闸线圈有短路现象、断路器限位螺钉调整不当，未合上即已相碰、各有关弹簧压缩或拉伸过多，使分闸反作用力太大、操动传动提升机构卡涩、合闸辅助接点打开过早、操作电源电压太低。
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3.2分闸失灵
当分闸失灵时，可分为分闸铁芯是否动作进行处理。（1）分闸铁芯不动。①当分闸线圈无电压，可能原因有：辅助断路器或控制断路器接点不通、分闸回路断线、防跳继电器电流线圈断线或接头松脱、操作回路熔断器熔断。②当分闸线圈有电压时，可能原因有：分闸铁芯卡涩或掉落、分闸线圈烧毁或断线、操作电源电压太低。（2）分闸铁芯动作但断路器不能分开。①分闸机构不能脱扣，可能原因有二脱扣板扣入太深或啮合太紧、自由脱扣机构越过死点太多、剩磁吸引铁芯使顶杆冲力不足、分闸铁芯行程不够、防跳保安螺丝未退出、线路层间有短路现象。②分闸机构能脱扣但不能分闸，可能原因有：动静触头熔焊、断路器分闸力太小（各有关弹簧压缩或拉伸过小），弹簧变质、机构内的轴销缺少润滑脂或润滑脂选用不当而凝结、操动传动提升机构卡涩造成摩擦力增大。
3.3断路器开距和超行程的调整
触头开距是用增减分闸缓冲器的调整垫片来调节。超行程主要靠调整绝缘拉杆处的调整螺栓。调整操动机构输出杆的长度可以同时改变三相的超行程而不改变触头开距。
4、定期维修检查
4.1真空灭弧室
真空灭弧室是真空断路器的主要元件。它是一只管形的玻璃管(或陶瓷管)内,密封着所有的灭弧元件,分合闸时通过动触杆运动,拉长或压缩波纹管而不破坏灭弧室内真空的装置。(1)检查外观有无异常、外表面有无污损,如果绝缘外壳表面沾污,应用干布擦拭干净。(2)检查触头的烧损厚度,具体是检查真空灭弧室动导电杆伸出导向板长度的变化情况,如总的变化量超出3mm,则真空灭弧室应更换。(3)真空灭弧室漏气的检查。使用中应定期应工频耐压法检查真空灭弧室的真空度。试验时,灭弧室在分闸状态下,应能耐受42KV、1min工频耐压试验,否则应更换。(4)每一次维护,都要对真空断路器的触头开距、压缩行程、三相同期性进行检查及调整。
4.2高压带电部分
高压带电部分指真空灭弧室的静导电杆和动导电杆接到主电路端子以接通电路的部分。它由支持绝缘子、绝缘套管等绝缘元件支撑在真空断路器的框架上。(1)检查导电部分有无变色、断裂、锈蚀,固定连接部分元件有无松动,绝缘有无破损、污损。(2)测试主电路相对地、相与相之间及绝缘提升杆的绝缘电阻应不小于规定值。(3)断路器在分、合闸状态下分别进行主电路相对地、相间及断口的交流耐压试验1min,应合格;绝缘提升杆在更换或干燥后必须进行耐压试验。(4)测试真空灭弧室两个端之间、主电路端之间的接触电阻,应不大于规定值。
4.3操动机构部分
真空断路器的操动机构一般采用电磁操动机构、电动或手动弹簧储能操动机构。(1)检查紧固元件有无松动,各种元件是否生锈、变形、损伤,更换不合格的部分,涂上防锈油。(2)多次进行分、合闸操作试验,自由脱扣试验,通电合闸操作试验,断路器应无异常。(3)测试电磁操动机构在120%～65%的额定电压范围内分合闸操作无异常;30%额定分闸电压进行操作时,应不得分闸。在110%～85%的额定电压范围内分、合闸操作无异常。
4.4控制组件
控制组件是操作断路器所不可缺少的部分。主要检查各个接线端子,有无松动、变色,微动开关、辅助开关的动作是否到位、触头有无烧损,各个电气及控制电路元件的绝缘电阻应不小于2兆欧。分、合线圈及合闸接触器线圈的直流电阻值与产品出厂试验值相比应无明显差别。
参考文献
[1]陈济涛，王春海.ZN28-10型高压真空断路器的检修与改进[J].中国设备工程，2010，（2）.
[2]韩承栋.浅谈真空断路器机械参数的选择和调试[J].电工技术，2010，（1）.
论文作者:曹志国
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/21
标签：断路器论文; 线圈论文; 接触器论文; 真空断路器论文; 真空论文; 机构论文; 触头论文; 《电力设备》2018年第15期论文;