王深
天津长芦汉沽盐场有限责任公司 天津 300480
摘要：随着我国10kV电网系统的不断发展，10kV真空断路器已被大量使用。在运行过程中，真空断路器难免会出现故障，且随着我国对10kV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。对10kV真空断路器的典型故障及其处理方法进行了剖析，并对这些方法中存在的问题提出了相应的改进方法，以供相关工作人员参考。
关键词：10KV；真空断路器；运行；维护
1真空断路器概念
真空断路器的名字与其内部的构造有着一定的关系，简单的讲在真空断路器中存在着灭弧介质以及灭弧后触头，这两部分是真空断路器中的重要组成部分，在这两部门之间一般会存在着一定的空间，而这部分空间一般会以真空的状态存在，这是真空断路器的重要的特征之一，因此以此来对真空断路器进行了命名。随着真空断路器的不断应用与研发，在几十年不断发展过程中，真空断路器目前已经日益成熟，拥有着一定的稳定性，可以满足电网运行的实际需要。
2 ZN63A（VS1）型真空断路器工作原理
2.1灭弧原理
真空断路器利用真空度约为10-4Pa（运行中不低于10-2Pa）的高真空作为内绝缘和灭弧介质。当灭弧室内被抽成10-4Pa的高真空时，其绝缘强度要比绝缘油、一个大气压力下的空气的绝缘强度高很多。断路器配用的真空灭弧室，具有极高的真空度，当动、静触头在操动机构作用下带电分闸时，在触头间就会产生真空电弧。同时由于触头的特殊结构，在触头间隙中产生适当的纵磁场，使真空电弧保持扩散型，并使电弧均匀的分布在触头表面燃烧，并维持低的电弧电压。在电流自然过零时，残留的离子、电子和金属蒸汽在微秒数量级的时间内就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上，灭弧室断口的介质绝缘强度很快被恢复，从而电弧被熄灭，达到分断的目的。
2.2储能动作原理
储能电机输出扭矩通过单向轴承经链传动，带动挡销运动，推动储能轴旋转，驱动储能轴上的挂簧拐臂转动，从而拉长合闸弹簧，达到储能目的，当合闸弹簧储能完成后，能量由储能保持掣子保持住，于此同时拨板带动储能微动开关动作，切断储能电机的电源，完成储能动作。
2.3分、合闸动作原理
⑴合闸动作
机构储能后，若接到合闸信号，合闸电磁铁的动铁芯将被吸合向前运动，通过合闸轴带动储能保持掣子转动，从而解除了储能保持掣子对储能轴的约束，合闸弹簧的能量释放，使合闸凸轮作顺时针方向转动，通过二级四连杆传动机构及绝缘拉杆带动真空灭弧室的动导电杆向上运动，完成合闸操作。
⑵分闸动作
合闸动作完成后，一旦接到分闸信号，分闸半轴在脱口力的作用下，做顺时针方向转动，半轴对分闸脱扣部分的约束解除，分闸脱扣部分在断路器的触头压力弹簧和碟簧的作用下，作顺时针方向转动，真空灭弧室的动导电杆在两级四连杆机构及绝缘拉杆的带动下向下运动，从而完成分闸操作。
3 10kV真空断路器中的故障
3.1真空度下降故障
在真空断路器运行过程中，常见的故障之一就是其真空度下降，而导致的主要因素有：金属波纹管密封质量不够好；运用材料的气密情况不良导致；调试当中其超程过大，或行程超出波纹管范围，从而受冲击力大所导致；真空灭弧室漏气等。真空断路器是运用真空的高介质强度来灭弧，结合工作原理，其真空度务必在确保在0.0133Pa以上时，才能安全可靠的运行，反之，则不能灭弧。
3.2接触电阻增大
真空灭弧室的触头接触面在经过多次开断电流后逐渐被电磨损，从而致使接触电阻增大的故障发生，便会对其开断生和导电性能产生不利于运行的影响。所以按照规程所规定的要测量导电回路电阻，不得大于1.2倍的出厂数值。
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3.3合闸控制回路故障
在10kV真空断路器运行一段时间后，可能会出现开关柜在工作位置或试验与其连接的闭锁回路也产生相应的问题，造成闭锁电磁铁无法打开，最终引发合闸控制回路不通故障。处理上述问题时，可用万用表对真空断路器底盘上的辅助开关进行检查，通過检测相应的二次插头能否接通来判断底盘辅助开关S8和S9的运行状况。具体流程为：分别采用万用表对10kV真空断路器的底盘辅助开关S8和S9的二次插头进行检测，检查其运行是否正常。隔离位置的指示灯熄灭的情况，造成这种现象的原因一般是真空断路器的控制回路存在问题。
3.4故障实例分析
某公司3号变电站10kV高压配电室发生的一起10kV真空断路器灭弧室漏气、断路器卡滞的故障，结合实际情况进行分析，及时发现设备缺陷，防止由于设备故障原因而造成带电误操作事故的发生。公司电气运行人员在对3号站主变压器停运检修过程中，拉开10kV真空断路器开关，断路器(型号ZN28-12)已断开，但主变10 kV断路器侧仍验得有电。经过仔细分析，发现该断路器在分闸操作步骤完成后，断路器未能真正断开。经停l0kV母线，拉出断路器，发现断路器B相极柱有过热现象，现场初步判断B相真空泡有异常，而导流部位连接系统末发现发热故障点，真空泡未发现裂纹与破损。后经检修班组人员对机构进行进一步检查发现:①机构合闸后，因断路器本体末完全合闸到位，合闸弹簧未完全泄能到位，分闸脱扣器未“咬合”而导致无法分闸。对发热相极柱环氧浇铸筒及玻璃真空胆进行解体检查，进行真空试验，试验结果真空度为: 1.48×l0-1Pa，证实真空泡已漏气。②铜屏蔽罩已变色，动、静触头表面发热积碳较严重，未见烧损或熔焊点，据此并结合泡外导电系统的检查可判定是本极柱发热源。③真空泡导向套已脆化、破碎，导向套与导流部分的接触部位有明显的烤焦迹象，破碎断口为全新断口，根据此迹象可初步判定本极柱在最后一次分闸前已存在触头接触不良而发热的可能。④波纹管偏移动触头中心但未发现明显破损。故障原因：从解体情况来看，事故的原因为:真空灭弧室漏气，导致维持 触头可靠接触的压力降低，引起极柱长期发热，加速了真空泡导向套老化，使得在分闸操作中真空泡导向套碎裂。在此次故障中，由于运行人员操作过程中的认真仔细，避免了带电误合接地刀闸、带电打开开关柜门等事故的发生。
4真空断路器的维护措施
4.1真空断路器的巡视检查
真空断路器是一种少维护的开关设备。对于动作不太频繁的使用场所，投入运行的初期，每1～2年检查一次，对于动作频繁的使用场所，运行初期每动作1000～2000次应检查维护一次。清扫检查真空灭弧室和绝缘件表面污垢、灰尘，检查有无破损、放电；检查各紧固件，如有松动、脱落者应及时紧固，检查操作系统的缓冲器，必要时要加油；为操作机构传动系统中的滑动或滚动摩擦部位润滑，按运行规程的有关规定进行预防性试验。
4.2对触头的超程以及行程进行严格的控制
装调人员在在安装以及调整的时候，一定要确保每一步骤都是严格按照说明指导进行的，并且在经过大幅度的维修之后，正式使用之前一定要进行严格的测试，并且还需要将测试结果和出厂时候的记录进行对比，确保结果不存在明显差异方可进行使用。在此应当注意，调节触头时要注意触头弹跳。
4.3对分合闸速度进行严格的控制
如果真空断路器以较低的速度完成合闸操作，便会加长预计穿的时间，进而使得触头磨损量加大，并且还会因为由于真空断路器机械强度较低导致耐振性变弱；如果真空断路器以较高的速度完成合闸操作，就会使得振动加强，进而过度冲击波纹管，使得波纹管的使用寿命被严重缩短，因此，需要对真空断路器的分合闸速度进行严格的控制，使其以最佳速度完成分合闸操作。
结语：
综上所述，在10 kV真空断路器运行、维护的过程中，运行、维护人员必须要对真空断路器进行仔细观察和检测，以便更好地发现断路器中存在的故障，并采取及时、有效的处理措施，确保真空断路器正常运行。
参考文献：
[1]廖伟兴.10 kV真空断路器常见故障及处理方法[J].中国高新技术企业，2012，29（11）：96-98.
[2]李徽.10 kV真空断路器的运行维护及故障处理[J].技术与市场，2013，11（26）：92-93.
论文作者:王深
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/3
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