10kV 真空断路器常见故障分析及处理要点研究

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热度0票  浏览148次 时间：2019年11月06日 09:54

 梁大治

（湛江中汇电力咨询有限公司 广东湛江 524000）

【摘要】 本文分析了 10kV 真空断路器使用过程中常见故障，并对相应处理要点所制定。对 10kV 真空断路器常见故障处理来说，本文所制定的处理措施对其有一定的借鉴和指导意义。

【关键词】 10kV 真空断路器故障分析

doi：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.14.0628

引 文：真空断路器的基本特点是使用高真空介质材料，并且尺寸较小，重量轻，因此此类断路器设备被广泛应用于配电网中。

从外观上看来，主要包含触头、真空室、操作机构、操作面板、支架及其他部件组成。近年来主要被用于变电站、发电厂等电器设备的控制和保护中。

1 真空断路器的基本工作原理

1.1 合闸过程。每当真空断路器的发生合闸动作时，与合闸动作相关的线圈此时会处于通电工作状态，与此同时合闸的铁芯会闭合，通过断路器以及拐臂的相关运动，使得真空室内的动导电杆开始运动，此时断路器便开始执行合闸动作，从而处于合闸状态。

1.2 分闸过程。分闸过程和合闸过程在使用过程上是互逆过程，一旦操作机构发生分闸动作，分闸线圈会处于通电状态，导致分闸铁芯随即被合上，因此锁扣会处于释放状态，分闸弹簧模块此时便开始工作，实现了断路分离，这便是分闸过程。

1.3 灭弧过程。在断路器的动静触头上被加工有螺旋槽，在灭弧过程中轴箱上外加一个横向的磁场，产生磁力。当驱动电弧在工作时，会产生磁场，使得电弧发生高速旋转，从而避免了接触触头产生过热现象。 10kV 真空断路器在灭弧性能以及其他方面相比较与油开关具有优良的性能。例如， 10kV 的真空断路器其灭弧性能比较高、运维和检修比较方便，并且使用寿命比较长。但是往往在真空断路器设计过程中，却存在技术失误等问题，在具体使用过程中往往出现真空泡及漏气机构故障等问题，这就使得真空断路器的正常工作受到影响，从而影响了电厂等场所的正常供电及用电。因此，对真空断路器常见的故障及其处理方法进行研究具有重大的理论和现实意义。

2 真空断路器的常见故障分析

2.1 真空断路器运行故障

2.1.1 发生电动机断相运行现象。一旦真空断路器连通高压电动机时，断相运行状态时常会发生，电动机的缺相运行往往会导致自身发生烧毁现象，从而引起事故发生。分析发生此种现象的根源是由于断路器触头的对位连接方式以及材质柔软导致的，每当合闸和分闸操作比较频繁时，触头的形变会比较大，从而使得断路器的接触点对断路器的正常使用造成影响。

2.1.2 断路器的分合闸操作失效。首先断路器的分闸失灵主要故障根源在于操作机构的故障异常和电气故障，操作机构异常例如分闸锁扣销子扣合过量或脱落、分闸铁芯的形成调控不够合理；电气故障例如：辅助开关接触质量差、分闸线圈断路等现象。其次断路器的合闸失灵主要原因和开闸开关失灵原因类似，主要来源于操作机构和电气部分。操作机构方面原因比如辅助开关行程过大，导致触片的弯曲变形较大，从而降低了接触的面积，影响了接触性能；电气方面主要表现为合闸线圈断路，合闸电源的整流模块合闸电压达不到标准或发生器件故障等。

2.2 真空度不达标。由于在实际应用过程中真空度标准不达标，使其在使用过程中出现运行问题。此种问题在真空断路器实际应用过程中比较常见。造成此种现象的原因较多，首先其对真空度的检测要求较为复杂，并且监测难度较高，因此在实际监测过程中对于故障问题很难发现。在结构层面，引起真空度标准不达标现象主要有以下几种：由于连杆的操纵距离比较长，使得断路器故障特性受到不同程度的影响，引发了真空度下降等现象；在断路器生产期间真空泡的制造流程及材料存在一定程度的缺陷和不足，引起真空泡内含有许多细微漏电，同时其制造工艺流程及材料不达标，也是引起真空度不达标的因素之一。真空度若达不到标准要求，则会对断路器中电流的开断等运行标准造成比较严重影响，进而影响其使用年限，更严重者还会引起保障等，危害使用者的生命安全。

2.3 绝缘老化

市面上常见的真空断路器主要是使用复合绝缘方式进行的，此种方式主要是将借助环氧树脂的方式将灭弧室保护在其中。无法实现对电压较高的带点部分实现完全包裹，这就造成了此使得暴露部分对环境要求很高，同时其在工作过程中产生的热量以及电场应力值也会加速其老化以及绝缘化的进程。

3 真空断路器故障处理

3.1 真空断路器运行故障解决

对于真空断路器的故障解决可以从四个方面入手，详细情况如图 2 所示。在提升回路可靠性方面，要保证所接线路的可靠性，避免由于重复操作产生的振动或者滑落现象；对于辅助开关，要做好其安装及防腐工作，避免出现锈蚀及窜动等现象。在防止锈蚀和脏污方面，在日常运维过程中要做好润滑工作，对关键部位，如轴和销等，保证办公环境的清洁，同时对关键部位要做到定时清理和旋转。在处理回路故障方面，需要采用万用表监测二次插头是否接通。

若电路是联通的，则说明地盘的辅助开

关有异常，反之则说明两者间的二次线

圈出现异常。

3.2 真空度不达标问题解决。首先

要做好真空断路器的平日巡视和检查工

作，每次巡检要对真空泡进行全面检

查。检验标准一般是以是否仍存在放电

现象为标准的，如果存在则说明断路器

的真空度还未到相关标准，必须立即对

其更换。此外，在日常巡检过程中应该

采用专业真空度监测设备对断路器的真

空度实际值进行测定，以保证真空度维

持在正常范围内，一旦发现真空度异

常，则应立即采取更换措施，并进行相

应的安装及测试工作。

3.3 绝缘故障问题解决。绝缘技术

的处理有许多种，对于断路器的绝缘故障处理主要是采用固封极柱技术来进行处理，其处理过程是借助 APG 工艺，利用环氧树脂对断路器的灭弧室进行封堵；此种封堵方式一方面可以有效组织灰尘和潮气等进入灭弧室，另一方面还能够有效降低灭弧室的尺寸，对设备的耐气候性进行提升。同时还应做好绝缘装置的寿命管理及预测分析，定期对绝缘设备进行检测，在具体检测过程中应该严格遵循操作规程要求。

3.4 分合闸故障解决。合闸失灵又称拒合。造成拒合现象主要可以从两个方面找原因，一种是机械故障，另一种是电气故障。若对断路器重新进行合闸，仍不能解决合闸问题，则需要对断路器电路部分进行检查。对于断路器电气部分主要检查条目如表 1 所示。

若不能检测到电气回路相关异常，同时断路器仍然无法正常运行工作，则可以判定为机械故障。此时应该对断路器断电，进入检修模式，合上地刀，检查开关的机械部分是否有异常。断路器分闸失灵比合闸失灵更加危险，分闸失灵又称作“拒分”。分闸失灵的主要原因也可以归结为电气和机械两个方面。对于电气方面的故障，主要表现为接触不良，线路断线或烧坏、电压低于额定值的 65% 以下等。机械方面的主要原因主要为铁芯故障和传动部分的故障等。

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