摘要：10kV真空断路器广泛用于电力生产设备中，他的运行与维护对保证安全供电起着重要的作用。本文从多方面讲述真空断路器的常见故障和运行维护，对运行和检修都有一定的参考作用。
关键词：10kV；真空断路器；结构；过电压；维护与检修
真空断路器是中压电器设备中最具发展前途的电器之一，因其体积小、重量轻、可靠性高、维修简单等优点，受到了电力部门的普遍欢迎，是目前最现代化的电力断路器之一。目前在10kV及以下电压等级配电网络中，真空断路器已逐步取代油断路器，在无油化改造过程中发挥了积极的作用。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，但在安装和使用过程中应注意几个问题，使它的优越性得到充分发挥。
1 真空灭弧室的结构
1.1 气密绝缘系统：由玻壳（或陶瓷壳）及动、定端盖板、不锈钢波纹管组成气密绝缘系统，起气密绝缘作用。
1.2 导电回路：主要由一对触头（电极），动、定触头座，动、定导电杆组成，起接通与断开回路的作用。
1.3 屏蔽系统：该部分通常由环绕触头四周的金属屏蔽筒构成，主要作用是防止触头在燃弧过程中产生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。其次还可以改善管内电场分布，并吸收电弧能量，冷凝电弧生成物，提高真空灭弧室开断电流的能力。
1.4 波纹管：波纹管是由厚度0.1～0.2mm的不锈钢制成的薄壁元件，是真空灭弧室的一个重要的结构零件。它使动触头在真空状态下运动成为可能，是保证真空灭弧室机械寿命的重要零件。真空灭弧室在安装、调整及使用过程中，应避免波纹管受过量的压缩，过量的拉开，以确保波纹管的使用寿命。
2 真空灭弧室的基本工作原理
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的接通与分断功能的一种电真空器件，是利用高真空度绝缘介质。当其断开一定数值的电流时，动、定触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的某一点或某几点上，表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，导致剧烈的场强发射和间隙的击穿，产生了真空电弧，当工作电流接近零时，同时触头间距的增大，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，开断结束。
3 真空灭弧室的安装与注意事项
3.1 安装前，用棉布或绸布蘸少许酒精，将绝缘外壳的表面擦干净，同时将导电杆及电连接表面擦干净，以使其与整机有良好的电接触。
3.2 装入真空灭弧室后，按要求进行调整。与真空灭弧室有关的机械参数应满足技术条件中给出的参数要求。
3.3 真空灭弧室在工作时，必须有导向装置，使用动导电杆对整管轴线的同轴度符合要求，波纹管不受扭力。
3.4 安装中，严禁用硬物撞击或敲打管子外壳，以免破碎而漏气，同时防止玻璃外壳划伤，否则开断过程玻璃受力受热后易破碎。
3.5 注意保证真空灭弧室导电杆的同轴度，或与定端端面的垂直度。
3.6 注意不要反复拆卸真空灭弧室，以防止连接螺孔滑扣；也不应扭转动导电杆，过量压缩波纹管，以免使波纹管产生扭力、划伤，影响使用寿命。
3.7 安装中，注意施加在真空灭弧室两端面的力不应超出产品技术条件中的规定的静态安全压力。
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4 过电压问题
4.1 过电压类型
4.1.1 截流过电压
真空断路器在开断交流小电流时，由于灭弧室本身的原因，当电流从峰值下降未到达自然零点时，电弧熄灭，电流被突然中断，电感负载上的剩余电磁能量就会产生过电压，我们称之为截流过电压。
多次重燃过电压真空断路器在开断较大的感性电流（如电动机启动电流等）时，即使截流过电压不成问题，也常常发生过电压危害，击穿电机匝间绝缘，这主要是由于真空断路器多次重燃产生的过电压引起的，称之为多次重燃过电压。要发生多次重燃过电压必须具备许多条件，因此发生的概率很小，但是一旦发生，其危害却不可低估，因此应采取必要的防范措施。
4.1.2 容载过电压
真空断路器在开断容性负载方面比其他类型的断路器有较好性能，但是在投切电力电容器组时，由于真空断路器间隙弧后介质恢复强度不够稳定和直流耐压水平降低，可能发生击穿，从而出现过电压。
4.2 防范措施
真空断路器在使用过程中发生的过电压，给电力设备的绝缘带来危害，因此应根据过电压的类型采取相应的措施，以减少过电压的产生和降低过电压的数值，除真空断路器制造工艺方面的问题外，可以加装保护装置以改变负载参数，从而达到目的。
4.2.1 电容保护在电感负载端上并联电容器，可以有效的降低负载阻抗，从而降低截流过电压的幅值，还能减缓过电压的前沿陡坡，这不仅能保护感性负载，免遭截流过电压的损害，还能减轻多次重燃过电压对电动机绝缘的危害。真空断路器与变压器或电动机之间用电缆连接，由于电缆具有较大的分布电容，其作用等同于并联电容，效果很好。
4.2.2 阻容保护把电阻R与电容C串联作为保护元件并联在负载进线端构成RC过电压抑制器。电容器既可以减缓过电压的上升陡度，又可以降低负载的波阻抗，因而降低截流过电压。电阻的作用是：当发生截流时，它的存在增加了高频放电电路的衰减系数，可减少重燃次数和降低多次重燃过电压，甚至可以有效的防止其发生。用RC抑制器来保护电动机等负载，效果最好。
5 合闸弹跳的危害及其对策
5.1合闸弹跳的危害
合闸弹跳是真空断路器机械特性的一种重要参数，在合闸弹跳过程中，触头断开距离小，电弧不会熄灭，导致触头电磨损加重，从而影响灭弧室的电寿命，但由于其存在时间较短，远小于合闸过程中电弧燃烧时间。在一定范围内的弹跳最主要的危害在于加速了灭弧室触头的磨损，从而导致灭弧室电寿命的缩短。
5.2解决合闸弹跳的对策
弹跳对真空灭弧室电寿命的危害到底有多大？在合闸过程中，由于动静触头的非弹性碰撞引起弹跳，弹跳值大小与诸多因素有关，如触头弹簧的弹力、合闸速度、开距以及真空断路器的触头材料等等，安装、调试质量、零部件如铝支座、灭弧室、轴销、换向器的加工精度都影响真空断路器合闸弹跳时间的长短。为了把合闸弹跳减小到规定范围内，通常采取以下措施：
（1）提高配件的加工精度，使铝支座与轴、换向器与钢销、轴等紧密配合，减小间隙。
（2）加强装配工艺质量控制，提高装配工艺质量，在真空断路器装配过程中，注意安装合理，不使真空灭弧室受到额外应力，调整导向管的位置，使灭弧室动触头运动轨迹，在灭弧室的轴心上，真空灭弧室动触头活动自如，无任何卡涩现象。
（3）适当加大触头超程弹簧预压力。
通过采取以上措施，可以有效地控制弹跳时间。
6 使用维护中应注意的问题
6.1 真空灭弧室真空度的检测。真空灭弧室管内的真空度通常10-4 ～10-6Pa，随着真空灭弧室使用时间的增长和开断次数的增多，以及受外界因素的作用，其真空度逐步下降，下降到一定的程度将会影响它的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管内的真空度。
6.2 真空灭弧室的老炼。真空灭弧室的电气老炼包括电压和电流老炼。新的真空灭弧室在产品出厂之前已经过老炼。但真空灭弧室经过一段时间存放，由于种种原因的影响，它的工作耐压水平会下降，开关制造厂在组装后以及使用部门在安装时仍然需要重新进行电压老炼和在规定条件下进行工频耐压试验。
7 结束语
通过以上几个问题的分析，应该对10kV真空开关有了一个全面的认识，运行人员、检修人员应及时发现隐患、消缺，避免事故发生，确保真空断路器良好运行，更好地为广大电力用户服务。
论文作者:郭晓波1,李莉1,艾艳荣2,张唱1, 郭小红1
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/8
标签：过电压论文; 真空论文; 真空断路器论文; 触头论文; 电弧论文; 电流论文; 负载论文; 《电力设备》2017年第11期论文;