在10kV及以下電壓等級的配電網絡中,真空斷路器已逐步取代油斷路器。真空斷路器具有適合頻繁操作、電壽命長、檢修維護工作量小、防燃、防爆、運行可靠性高等優點。由于生產廠家不同,有部分真空斷路器性能很差,特別是斷路器的特性方面,存在的問題較多。斷路器的部分缺陷容易造成重大事故,或造成事故越級導致大面積停電。
由于這幾年在真空斷路器的檢修、維護工作中,使用真空測試儀、特性測試儀等先進的科學儀器進行測試,使藏而不露的問題以科學數據的形式顯現出來。在處理這些問題的過程中,也積累了一些經驗,做到了綜合性檢修,防患于未然,保證了真空斷路器的安全可靠運行。
真空斷路器真空度下降的主要原因
真空斷路器就是利用消除電弧賴以持續的物理因素,使電弧不能形成或不能持續。在真空斷路器中配用的真空管保持一定的真空度——使開關的動、靜觸頭在開斷負荷電流時,因沒有或存在非常少的可電離介質而使電弧不能產生或持續,達到熄弧的目的。而目前國內生產的真空斷路器不象現使用較多的sF6斷路器本身配有介質壓力閉鎖等保護,沒有定性、定量監測真空度特性的裝置,所以斷路器配用的真空管真空度降低在實際運行中不可能被發現,故障為隱性故障,其危險程度遠遠大于顯性故障。通過對我廠使用的真空斷路器故障性質規類分析,同時與黑龍江省內的幾家電廠的工程技術人進行技術交流后總結出了引起真空斷路器真空下降及真空管漏氣的幾種原因如下:
觸頭行程的影響
目前國內生產的各種型號的10kv真空斷路器滅弧室,其觸頭超行程按規程規定在4mm左右,開距11mm左右。真空斷路器在安裝或檢修時,應嚴格按照產品安裝說明書中觸頭行程要求準確測量,調整拉桿,防止行程超越,且真空斷路器在每年大檢修中,都應仔細復查斷路器的行程、超行程及觸頭的開距。在實際運行中不乏因斷路器超行程調整不當,造成斷路器合閘過程中機械沖擊引起滅弧室破裂、導電桿變形的事故。
彈跳的影響
真空斷路器的觸頭多為平面對接式結構,在分合閘操作中不可避免地產生不同程度的反彈現象。不論分閘反彈還是合閘反彈都會給運行帶來危害:波紋管經受強迫振動可能產生裂紋,使滅弧室漏氣;分合閘時斷路器觸頭運動速度較高,動作終結時沖擊力較大,引發彈跳,可能產生觸頭和導電桿的變形,甚至產生裂紋;切合電容器組的真空真空斷路器如果發生合閘彈跳,還會導致電容器的損壞。因此目前部分真空斷路器廠家已注意到真空斷路器彈跳造成的危害,推出了所謂的“無彈跳”真空斷路器,通過機械緩沖等手段,大大減少了斷路器在分合閘時產生的機械沖擊。
分合閘速度的影響
斷路器的分合閘速度對真空斷路器的滅弧起到了一定的作用,也決定著真空斷路器的使用壽命。所以斷路器在投運前均應測量分合閘速度,可以及時發現產品質量和調試上的一些問題。一方面防止分合閘速度過大,斷路器觸頭動作終了時機械撞激烈,使滅弧室產生更為嚴重震動。
緩沖器的影響
應仔細檢查緩沖器行程,不應有變形損傷現象或壓縮超量,須留緩沖裕度。部分充油緩沖器應定時檢查緩沖器油位情況,及時補油。
操作機構容量的影響
真空斷路器現常見的操作機構主要有CDlO型、CDl7型、VSl型以及在上述型號的基礎上,為適應不同的安裝空間而改造的操作機構,近幾年國內部分斷路器又配用了“永磁式操作機構”。配置不同型式的操作機構,在安裝或改造時,均應著重注意操作傳動桿的動作距離,如果容量偏大,將對滅弧室產生嚴重撞擊,造成真空滅弧室波紋管損壞,直接影響真空斷路器的使用壽命,使斷路器真空度降低速度加快。
真空斷路器真空度下降的判斷與確定
真空度降低將嚴重影響真空斷路器開斷過電流的能力,并導致斷路器的使用壽命急劇下降,嚴重時會引起開關爆炸。真空滅弧室管內的真空度通常須保持在10—4~10—6Pa,隨著真空滅弧室使用時間的增長和開斷次數增多,以及受外界因素的影響,其真空度逐步下降,下降到一定程度,將會影響它的開斷能力和耐壓水平。因此,真空斷路器在使用過程中必須定期檢查滅弧室管內的真空度,在實際運行中注隨時對斷路器的動作情況進行檢查、觀測。
對玻璃外殼真空滅弧室,巡視檢查時可以定期目測。正常時內部的屏蔽罩等部件表面顏色應很明亮,在開斷電流時發出淺藍色弧光;當真空度下降很嚴重時,內部顏色就會變得灰暗,開斷電流時將發出暗紅色弧光。當運行中出現上述情況時,則可初步判斷真空斷路器滅弧室真空度已下降,應及時通過試驗手段加以確定。運行人員巡視時,應注意斷路器真空滅弧室外部是否有放電現象,如存在放電現象,則真空泡的真空度測試結果基本上為不合格,應及時停電更換。為確保電氣設備的安全性,電力設備必須保證進行定期檢修,試驗制。通過一系列的試驗手段,通過檢測斷路器的整體工況,可以及時準確地發現真空斷路器真空度下降這一隱患。對于真空斷路器的真空度一般可通過如下試驗進行檢測:
1、真空度測試儀檢查:利用真空度測試儀測量滅弧室真空度,
確保真空滅弧室的真空度保持在10—4~10-6Pa的范圍內;如果真空度下降超過上述或產品說明書中規定的數值,進一步通過真空滅弧室開斷情況下的斷路器斷口工頻耐壓試驗,進行再次確認;
2、工頻耐壓試驗:按《電力設備預防性試驗規程》的規定,對于12Kv及以下的真空斷路器應在1~3年左右至少進行一次工頻耐壓試驗,其試驗范圍包括斷路器相間、斷路器相對地、斷路器斷口。其中斷路器斷口耐壓試驗一方面可以檢測斷路器動靜觸頭開距是否合格,另一方面則可在真空儀測試后,判斷真空斷路器真空是否下降的輔助依據。當真空斷路器動靜觸頭滿足額定開距條件時,如果耐壓很低,達不到規定耐壓標準,就說明真空滅弧室真空度已嚴重下降,不能繼續使用。
真空斷路器檢修維護的重點

真空斷路器在一定程度上廣義地被稱為“免維護斷路器”,但實際上檢查維護是必須開展的,“免維護”只應理解為“真空斷路器不需要進行周期性解體大修”。真空斷路器在實際運行中,除定期的預防性試驗外,還必須定期對斷路器整體的各項性能指標進行檢測,以判斷其傳動系統的狀況,消除影響真空斷路器運行壽命的不利因素。
1、操作機構連桿動作行程的檢測;防止動作距離過大對真空滅弧室進行劇烈的撞擊;
2、檢測真空斷路器的動觸頭行程;
3、檢測斷路器的分、合閘速度;
4、檢測斷路的分、合閘同期;
5、測量真空斷路的分、合閘彈跳值;
6、斷路器真空滅弧室真空度的檢測;
7、斷路器的工頻耐壓試驗。
真空斷路器雖然不必定期進行解體大修,但通過定期對真空斷路器的技術特性進行檢測,可以及時發現斷路器存在的隱患,試驗中出現的不合格數據不允許忽視,應認真分析原因,及時消除斷路器運行的不利因素。列于經測試不合格的滅弧室必須及時更換,確保電力系統及供電的可靠性及安全。
總結
真空斷路器已經得到廣泛的使用,但是一直沒有統一的相應的檢修工藝標準,而各廠家的真空斷路器在機構上也不盡相同,而且,真空斷路器的故障,如真空度降低、分合閘不同期、彈跳大等多為隱性敞障,所以,進行檢修工作時必須使用有關的科學儀器進行測試、測量,用實際數據來說明問題,也用實際數據來證明和解決問題。另外,作為電力企業的一名工程技術人員,急切盼望有關部門盡快制定出統一規范的真空斷路器檢修工藝標準,以指導真空斷路器的檢修、維護工作。