辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司 辽宁 112700
摘要：随着我国电网系统的不断发展，真空断路器已经被广泛应用，其具备很多优点，例如空间占用率低、维修方式不复杂等，但是在其运行过程中，真空断路器难免会出现故障，且随着我国对真空断路器的要求越来越高，对其故障处理要求也随之提高。本文就其工作原理及常见故障进行了分析.
关键词：真空断路器；故障；对策
一、真空断路器的主要工作原理
真空断路器是电力系统中主要的开关设备。真空断路器在电力系统中的作用是：当电力系统正常运行时，真空断路器能切断和接通线路及各种电气设备的空栽和负载电流；当电力系统发生故障时，真空断路器和继电保护配合，迅速切除故障电流，防止扩大事故范围。
1、真空包内的屏敞保护层。在真空包内有一层用紫铜片制成的屏敞层，主要作用是防止触头在燃弧过程中生产的大量金属蒸汽和液滴喷溅，污染绝缘外壳的内壁，造成管内绝缘强度下降，其次，可以改善管内电场分布，也可吸收电弧能量，冷凝电弧生成物，提高真空弧室开断电流能力。
2、真空灭弧室工作原理。真空包内的真空灭弧室是利用高真空工作绝缘灭弧介质，靠密封在真空中的一对触头来实现电力电路的通断功能的一种电真空器件。当其断开一定数值的电流时，动静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的一点上，出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致极强烈的发射和间隙击穿，产生真空电弧，当工频电流接近零时，同时也是触头开距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体，于是电流被分断。
二、真空断路器故障及防治措施
断路器本体故障及处理措施分析。真空断路器在运行使用过程中容易发生的本体故障多为真空泡真空度降低。这一故障产生的主要原因在于：真空断路器运行时，绝缘灭弧过程均是在真空泡中执行的，而由于断路器本身并不具监测装置，无法对真空泡内的灭弧工作进行监督，所以导致运行人员无法获得精确的真空度，无从判断机器故障。这样一来，真空断路器内部存在的安全隐患值就会急速上升，危险性大大提高。如果真空泡灭弧工作中出现了隐性故障，比如断路器真空度降低导致机器无法正常灭弧，所造成的直接后果是没有被灭掉的电弧持续、长时间燃烧，进而引发爆炸。由于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，故障不易被发现，其危险程度远远大于其它显性故障。出现真空度降低的主要原因有：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；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；分体式真空断路器在操作时，由于操作连杆的距离比较大，直接影响真空断路器的同期、弹跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快。真空度降低将严重影响真空断路器开断电流的能力和使用寿命，在真空度比较低时还会引起真空断路器的爆炸，所以在进行真空断断路器定期检修时，必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；当真空度降低时，必须更换真空泡，并做好行程、同期、弹跳等特性试验。
三、电气回路故障
1.接触电阻增大原因。真空灭弧室的触头接触面在多次开断电流后会逐渐被磨损，导致接触电阻增大，对开断性能和导电性能都会产生不利的影响。因此，在电力设备预防性试验规程（DL/T596-1996）中规定要测量导电回路电阻，并建议测量值不大于1.2倍出厂值。
2.分闸线圈烧毁原因。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆理论分析认为，在吸合与分闸过程中，线圈只是瞬时通电，线圈通电时产生的热量不足以引起温度上升，即使连续多次分、合闸也不至于发生烧毁线圈现象。但现场曾多次发生分闸线圈烧毁现象，其原因大都是由于辅助触头接触不良或分闸线圈吸合过程中衔铁动作受阻、机械卡滞等原因引起线圈长时间通电且没有完成分闸操作所致。
针对上述几类问题，建议在解决时采取以下几种对应措施：一，熔断器熔体质量不合格而导致熔断以后，维修人员要立即更换热熔断器，并保证新熔断器熔体的质量，确保熔体性能是符合设计要求的；二，若回路的操作电源过低造成拒分、拒合现象，在处理时要弄清楚电压过低的原因，然后再采取措施将电压恢复到正常状态；三，二次回路出现松动、脱线问题以后，要立即更换接线线路，确保二次回路接线的稳固性。
3、辅助和操动机构机械故障现象及处理方法
（1）出现电动或手动无法分合的情况时，在机械方面应先检查机构有无正常储能。如储能正常，可能是由于分合闸半轴上的挡片松脱或者分合闸顶杆的行程不足导致，还有可能是分合闸顶杆变形致使分合闸时存在卡涩卡死现象，造成断路器无法正常分合闸。要通过重新调整分合闸线圈顶杆的行程及固定分合闸半轴挡片以及更换或修理有缺陷的顶杆方法来解决故障问题。当储能不正常时或二次回路出现问题，则要通过检查储能电机、行程开关及控制回路等办法来进行处理。
（2）弹操机构无法电动及手动储能。弹簧操作机构合闸储能回路故障的现象有：合闸后无法实现分闸操作；储能电机运转不停止等。主要原因为储能机构内单向轴承损坏或者储能锁扣不能复位致使储能齿轮空转。在合闸储能不到位的情况下，若线路发生事故，而真空断路器拒分闸，将会导致事故越级，扩大事故范围；如储能电机损坏，则真空断路器无法实现分合闸。CT19型的机构中易发生此类故障问题。可更换储能机构内单向轴承或更换（清洁）复位弹簧，使其储能正常。检修人员在检修工作结束后，应就地进行2次分合闸操作，以确定真空断路器在良好状态。
四、断路器日常维护措施
在处理断路器机构的故障时，首先对故障类型进行分析，判断属于电气或二次回路方面的问题还是机械方面的故障，再进行下一步处理。判断故障的方法较为简便，首先让机构处于完全储能状态，手动分合断路器能可靠分合的，可基本排除机械故障。对于真空度降低、分合闸不同期、分合闸速度不足、弹跳大等较为隐蔽的故障，进行检修工作时必须使用有关的科学仪器进行测试与测量，通过对实际测量数据的分析判断解决问题。
除了对故障的检修，在日常工作中也要对真空断路器进行一定的维护工作，包括传动机构和绝缘支柱的清洁，避免增大转动摩擦，适当添加润滑剂确保运作的灵活性。10kV断路器的故障检修及维护工作与其他不同电压等级的断路器或变压器等设备的机械及二次回路故障检修原理均有相同之处，通过不断积累经验可不断地完善技术手段，达到更好的故障排除率和维护水平。
五、结束语
随着真空断路器在电气工程中的广泛应用，变电站、配电网络等场所变电运行工作的开展也更加顺利，为电气工程注入了新技术，进一步促进了电气工程的发展。目前真空断路器故障多种多样，除了本文分析一些常见故障外在日常使用中仍可能发生一些新问题，为使真空断路器可靠工作，运行人员应加强巡视强化日常的维护检测，及时发现问题及时汇报解决。检修人员应严格执行电气预防性试验，严格按规程要求，确保检修质量，提高设备健康水平，避免事故发生。相关部门要加强对真空断路器的故障处理工作，对其进行研究，并对故障解决方法加以改进，使真空断路器能更好地运行，从而保障电力系统的正常运行。
参考文献：
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[3]梁祖路.试论真空断路器在运行中常见的故障检修与维护[J].装备制造，2010（04）.
论文作者:刘晨
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：真空断路器论文; 故障论文; 回路论文; 断路器论文; 储能论文; 真空度论文; 线圈论文; 《基层建设》2015年26期供稿论文;