摘要：真空断路器是近二十年兴起的一种新型、高性能的开关电器，特别是近年来我国配电系统“无油化”改造的顺利实施，真空断路器的应用越来越广泛。目前在10KV及以下电压等级配电网络中，真空断路器已基本取代油断路器。真空断路器具有适合频繁操作、零件数少、检修维护工作量小、电寿命长、防燃、防爆、运行可靠性高等优点，是一种很少需要维护的开关设备，但在使用过程中也应注意预防故障，一旦发生故障应及时分析处理，使它的优越性得到充分发挥。本文以一款典型的ABB—VD4真空断路器为例，详细介绍了其工作原理，列举了日常使用中常见的故障现象与原因进行了分析，探讨了相应的预防及处理措施。
关键词：断路器；故障；分析；处理
1、典型的6KV真空断路器介绍
真空断路器在我国已经得到广泛应用。特别是在中等电压领域里，真空断路器已占有明显优势。国内市场，ABB-VD4系列真空断路器以其领先的技术与高可靠性，已成为生产单位产量最大和系列最全的真空断路器。
1.1真空断路器的结构和原理
1）真空灭弧室
真空灭弧室的技术水平与性能稳定性，在一定程度上决定了所配真空断路器的技术水平与性能稳定性。因此，人们常称真空灭弧室是真空断路器的核心部件。核心部件主要由触头结构、触头材料和绝缘结构三部分构成。真空断路器主要由真空灭弧室、操作机构及支撑部分组成。其灭弧原理是: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的多。当开关分闸时,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式,在电流通过时产生一磁场,电弧在此磁力的作用下沿触头表面切线方向快速运动,在屏蔽罩上凝结了部分金属蒸气,电弧在自然过零时就熄灭了,触头间的介质强度又迅速恢复起来。
2）操动机构
中等电压真空断路器操动机构有电磁操动机构和电动弹簧操动机构。国外产品多数采用电动弹簧操动机构，国内使用电磁操动机构较多。电磁操动机构结构简单，性能可靠，调整维修方便，运行人员已经积累了丰富的使用与维护经验，继续发展仍然有广阔前景。
3）总体结构布置
ABB-VD4真空断路器的总体结构布置采用综合布置方式，这种布置方式是小型化真空断路器的突出特点。其优点是结构稳固，整体刚度好，操作稳定性好，便于安装、调试和维修，并且有利于动端热量发散。对于发展大容量和大额定电流真空断路器奠定了基础。
2、6KV真空断路器常见故障分析、预防及处理
近年来,真空开关发现缺陷和发生事故的次数有所增多,比例虽低但问题较突出,主要表现为合闸线圈烧坏、机构卡阻、菊花触头变形、拒动、误动、真空灭弧室的漏气等方面,这就要求切实加强真空开关在选型、安装、运行、检修等方面的全过程质量管理工作。
2.1拒动、误动故障
2.1.1故障现象及原因
在真空断路器的领域，其操动机构一般为电磁机构和弹簧机构，操动机构有与断路器主体分立，通过操作杆相连的，也有与断路器主体构成一个整体的。目前使用广泛的是后者。
高压开关在运行中发生的事故很大一部分由操作机构引起的。如未接到指令会自动断开、机械特性变坏、局部损坏、烧毁线圈、辅助开关不切断、接到指令不动作等。集中表现为拒动和误动。这些事故都有可能造成停地电或开关本身的损坏。
2.1.2故障预防与处理
真空断路器的拒动和误动故障基本上都是由操作机构及控制回路故障所引起，其故障预防和处理应注意以下几个方面。
（1）防止松动与蹩劲。机构在操作时会发生冲击和振动，所有紧固处应有防松措施，一些受力较大的活销，不能单用开销定位，防止由于操作时各连板上的力不平衡，造成活销蹩劲，从而剪断开口销。
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（2）防止锈蚀和脏污。锈蚀和脏污会显著降低机构操作可靠性，使操作系统的机械特性变坏，甚至酿成分合闸拒动事故。滑动轴承由于锈蚀和脏污，摩擦系数可以高达0.3，即使采用了滚柱和滚子轴承，锈蚀和脏污也会使它的摩擦系数增大到0.1，这比正常条件下的数值大一个数量级，将引起肘节和脱扣机构工作的不稳定。保持机构所处环境条件的清洁度，定期去除机构上(特别是旋转、滑动配合)的脏污，经常注意润滑，在轴和销上喷涂的硫化钼固体润滑剂等可取得很好的效果。
（3）防止机构进水。进水会使机构的绝缘件受潮，加速金属零件的锈蚀。
（4）提高控制回路的可靠性。要保持接线可靠，不致因操作一定次数后振动脱落绝缘件有足够的绝缘；辅助开关固定要牢固，不因操作而变动或窜动，其联动机构要调整到位，并防止变动；辅助开关的节点要防止锈蚀。
2.2 6KV断路器合闸线圈烧损案例
某公司6KV公用01段联613开关在检修转运行时，断路器无法合闸，值班员随即断开该断路器控制保险，将控制把手返回，绿灯不亮。检修人员将联613断路器拉至检修位置，经检查发现合闸线圈烧损。
2.2.1 原因分析
（1）对开关柜内外进行仔细检查，未发现造成断路器故障的外部障碍及其他异常现象更换了同厂、同型号的合闸线圈后，在试验位置检查合闸回路的完好性，进行分、合操作，辅助开关均切换可靠，无卡滞现象，断路器动作正确。
（2）断路器在分闸状态下，将手车移至工作位置，断路器仍无法合闸。该断路器为2003年7月生产的产品，且手车断路器在工作位置时，由于无法观察到手车所在的工作位置和手车断路器机械闭锁与底盘车的联锁状态，也没有相应的在线监测手段，所以对断路器合闸线圈烧坏的原因当时无法做出正确的判断。
机械闭锁指的是底盘车与断路器之间的机械联锁。它的作用是：合闸状态手车无法推进拉出，推进过程中手车无法合闸。
（3）将手车断路器移至检修平台，对其进行解体检修，发现底盘车操作手柄与四连杆机构连接拉杆变形(操作手柄与闭锁连接拉杆的材质为塑料)，致使断路器机械闭锁失灵。断路器室中设有小车轨道，左侧轨道上，设有隔离静触头盒挡帘板的机构和小车运动导向装置右侧轨道上，设有接地刀闸的闭锁挡板。手车断路器经长期操作后，在撞击力作用下，导致手车断路器车轮变形，进出车困难，有时会将手车断路器卡在导轨内，使两导轨间的间隙进一步扩大。间隙越大．撞击力越大，两者问形成恶性循环。手车断路器从试验位置进入T作位置的过程中，底盘车联锁处于倾斜位置，通过四连杆装置的传递，机械闭锁导杆始终处于最高位置。断路器的联锁装置处于闭锁状态，断路器不能进行合闸操作。
（4）通过全面检查，可得出以下结论：由于断路器操作频繁，在撞击力作用下，机械磨损累计增大，致使底盘车与断路器连接的机械闭锁导杆发生弯曲、变形，使底盘车的操作手柄与四连杆机构连接处的塑料拉杆损坏，导致断路器在工作位置机械闭锁无法打开。由此引发检修人员在对联613断路器进行合闸操作时。由于断路器机械闭锁无法打开，断路器辅助开关的常闭触点一直处于闭合状态，合闸回路一直带电，最终造成合闸线圈烧损事故。
2.2.2 几点启示
（1）手车断路器进出柜操作应保持平稳，防止猛烈撞击。
（2）断路器在操作之前，在试验位置进行分、合闸操作试验，以便及时发现并处理机构方面存在的问题值班员应注意监视断路器状态。一旦发现断路器不能合闸或不能跳闸时，立即采取措施拔下控制保险，以免烧坏跳、合闸线圈。
（3）完善中置柜的“五防”联锁功能。建议有条件的用户及时对所有6KV配电装置中置柜的“五防”联锁功能进行技术改造，使其完全达到“五防”标准要求。成套高压开关柜五防功能应齐全、性能良好。开关柜出线侧宜装设带电显示装置，带电显示装置应具有自检功能，并与线路侧接地刀闸实行联锁：配电装置有倒送电源时，间隔网门应装有带电显示装置的强制闭锁。
（4）手车开关每次推入柜内后，应保证手车到位和隔离插头接触良好，防止由于隔离插头接触不良、过热引发开关柜内部故障。
作者简介
张宗瑶（1988-10-17），男，汉族，籍贯：江苏省徐州市，当前职务：电气岗，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：电气设备稳定性。
论文作者:张宗瑶
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：断路器论文; 机构论文; 手车论文; 操作论文; 真空断路器论文; 联锁论文; 故障论文; 《电力设备》2018年第20期论文;