真空断路器的状态检测、诊断与处理.doc

1、真空断路器的状态检测、诊断与处理1 概述真空断路器是一种用真空作为灭弧介质和绝缘介质的断路器，由于这种断路器开断可靠性高，可频繁操作，寿命长，体积小，结构简单，维护工作量少等优点，目前在中压领域得到广泛应用。但是真空断路器在使用中可能会出现一些不正常的运行状态，严重威胁电力系统的安全运行，所以必须经常地对真空断路器进行状态检测检测反应真空断路器运行状态的电气和机械方面特性参数。将测出的参数进行综合分析诊断确定真空断路器是否需要检修、应如何检修等。2 常见的真空断路器不正常运行状态2.1 灭弧室方面(1)真空度下降。(2)触头接触面经多次开断电流后逐渐被电磨损，触头厚度减小。3)接触电阻增大等。

2、2.2 操动机构方面(1)合闸弹跳时间过大。(2)机构的“跳跃”现象。(3)机构的“拒动”现象等。3 诊断分析方法3.1 真空度的检测根据电力行业标准1035kV 户内高压真空断路器订货技术条件(DIA03/91)要求，真空断路器灭弧室真空度不得低于 6.6210-2Pa。否则会影响它的开断能力和耐压水平。真空灭弧室真空度降低的原因主要是灭弧室漏气和内部金属材料含气释放，因此必须按照电力设备预防性试验规程(DIJF596-1996)规定在大、小修时都要测量真空灭弧室的真空度。目前，比较可行和实用的检测手段有：3.1.1 交流耐压法这种方法在运行中是一种比较简便有效的检测方法。规程规定，要定期对

3、断路器主回路对地、相间及断口进行交流耐压试验。试验电压值如表 1 所示。其方法如下：触头开距为额定开距。在触头间施加额定试验电压，如果真空灭弧室内发生持续火花放电，则表明真空度已严重降低，否则表明真空度符合要求。真空灭弧室在进行交流耐压试验时灭弧室内往往会发生多种形式的发光现象。特别是玻璃外壳的断路器，十分明显。大功率电真空器件内部在强电场作用下的发光现象可以有多种原因，如：绝缘构件由于电荷积累的原因在放电时产生的亮点；瞬间电荷转移在真空中形成的运动着的火花；玻璃内壁淡青色的辉光等等。这些发光现象都是电真空器件特有的正常发光现象，均与真空度无关，与产品的结构、材料、内部清洁程度有关。只有当灭弧

4、室内部产生了充满灭弧室内空间的辉光时，才可据此判为灭弧室内真空度不良。这种辉光的颜色与气体成份有关：空气为紫红色氢气为桔红色，酒精为白色，水汽为白中略显黄色等等。当灭弧室内产生明显的辉光时也就是承受不了 1min 的额定交流试验电压试验。因此，用交流耐压法判定一只真空灭弧室的真空度是否合格时要看测试仪表的指针是否有突变。要看试验设备过流继电器是否动作跳闸。如果单凭灭弧室内的发光现象来判定灭弧室是否合格，即使是很有经验的测试人员也难免出现误判。3.1.2 真空度测试仪由于真空灭弧室真空度劣化并不等于其火花放电电压降低。有的当劣化到 10-1-101Pa 时，仍然能通过常规预防性试验的交流耐压试验

5、，所以必须在精确地测量出灭弧室的真空度后，才能作出处理意见。目前使用的方法有磁控法(VCTT-A 型和 ZKZ-型真空度测试仪)和潘宁放电原理(KZJ-D 型真空度检测议)等。图 1 所示为采用圆一D 型真空度测试仪测量真空灭弧室真空度的原理接线图，是根据真空灭弧室在分闸位置测到的离子电流值转换成相应真空度值的。可以作为现场在线检测之用。有了实测的灭弧室真空度值的一段历史记录，可以判断其能否使用，或者预测出其使用寿命还有多长。所以，应尽量采用真空度测试仪来测量真空灭弧室的真空度。3.2 接触电阻的检测由于真空灭弧室的触头为对接式，触头接触电阻过大在载流时触头容易发热，不利于导电和开断电路，所以

6、接触电阻值必须小于出厂说明书要求。触头弹簧的压力对接触电阻有很大影响，必须在超程合格情况下测量。测量接触电阻的方法可以用规程要求的直流压降法测量(电流要在 100A 以上)，也可以采用微欧仪测量。要求所测接触电阻值应不大于 1.2 倍出厂值。接触电阻值的逐渐增大也能反映出触头电磨损情况是相辅相成的。出厂说明书中对动静触头电磨损提出要求：10kV 真空断路器开距为(111)mm 的累计允许磨损厚度为 3mm；35kV 真空断路器开距为 25mm 的为 4mm。诊断的方法：它们都可以通过检查真空断路器在合闸状态下，动导电杆伸出导向板长度变化情况来判断当总变化量超出上述标准就不能再使用，应更换真空灭

7、弧室。否则会降低灭弧室灭弧性能和增大波纹管行程。3.3 弹跳时间的测试真空断路器合闸时，触头总有些弹跳，但若过大会使触头易烧伤或者熔焊。真空断路器触头弹跳时间技术标准为2ms。3.3.1 测量真空断路器触头弹跳时间的方法(1)采用记录型示波器，将合闸过程中触头接触信号记录下来。接触信号上的锯齿状脉冲线条长度就是触头弹跳时间。(2)采用开关特性测试仪测量触头合闸弹跳时间。3.3.2 引起合闸弹跳时间增大的原因(1)触头弹簧弹力下降。(2)拐臂、轴销间隙磨损变大。4 处理当真空断路器出现不正常状态，通过检测诊断后，应当及时进行处理，使真空断路器处于正常运行状态。4.1 对于达不到真空度要求值或电磨

8、损值超标的真空灭弧室的处理若通过检测真空灭弧室确已真空度降至要求值以下或电磨损值超标，应更换真空灭弧室。具体步骤如下：(1)对将换上的真空灭弧室须经真空度检测合格。(2)拆下原真空灭弧室并换上新真空灭弧室。安装时要垂直注意动导电杆和灭弧室同轴度，操作时不应受到扭力。(3)安装好新真空灭弧室后，应测量开距和超程(接触行程)。若不满足要求应作相应调整：调整绝缘拉杆的螺栓可调整超程；调整动导电杆的长度可调整灭弧室开距；对于 VS1 型真空断路器可通过调整滑块螺栓进行调节。(4)采用电力开关综合测试仪测量分合闸速度、三相同期性、合闸弹跳等机械特性。若不合格应作调整。4.2 合闸弹跳时间过大的调整方法(

9、1)适当增大触头弹簧的初压力或更换触头弹簧。(2)若拐臂、轴销间隙超过 0.3mm，可更换拐臂、轴销。(3)调整传动机构，利用机构在合闸位置超过主动臂死点时传动比很少的特点。将机构向靠近死点方向调整，可减小触头合闸弹跳。4.3 机械合闸“跳跃”现象的处理(1)对于 CD 型电磁操动机构，发生“跳跃”现象的原因及处理方法是：掣子是否有卡滞现象，或掣子与环间隙未达到(2+0.5)mm要求。若是此间隙不满足要求，可以卸下底座，取出铁心，调整铁心顶杆高度，使其达到间隙要求；合闸线圈被辅助开关过早切断电源，可调整辅助开关拉杆长度，使断路器可靠合闸；分闸连板三点间隙太小调节止定螺钉达到 0.51.0ram

10、 标准。(2)对于 CT 型弹簧操动机构，发生“跳跃”现象的主要原因是半轴与扇形板的扣接量过少受到合闸振动而脱扣，造成合后即跳的“跳跃”现象。可通过调整调节螺钉来调整半轴与扇形板的扣接量。消除跳跃。对于中置柜中一体化断路器的 CT 机构由于半轴和扇形板的扣接量不好调节，可将磨损的半轴和扇形板更换掉。4.4 机构拒动现象操动机构发生拒动现象时，一般先分析拒动原因，是二次回路故障还是机械部分故障。然后进行处理。常见的真空断路器发生拒动的现象、原因及处理方法见表 2。5 结束语本文从真空断路器运行中出现的一些不正常状态着手，阐述一些诊断和处理方法，它是本人工作中对真空断路器方面的技术积累。在今后工作中还需不断向老师傅学习，不断创新，使电力系统中电气设备始终处于良好的运行状态。为安全优质供电作出贡献。