林智明

（柳州機(jī)車(chē)車(chē)輛廠(chǎng)，高級(jí)工程師，廣西 柳州 545007）

電力機(jī)車(chē)空氣斷路器是電力機(jī)車(chē)負(fù)載的總開(kāi)關(guān)，用于電力機(jī)車(chē)主電路電源的開(kāi)斷、接通，同時(shí)具有過(guò)載、短路和接地保護(hù)功能，是電力機(jī)車(chē)關(guān)鍵的大部件。真空斷路器是單斷點(diǎn)交流斷路器，采用真空管（VST）及電空控制，與空氣斷路器相比它具有絕緣性高、環(huán)境穩(wěn)定性好和開(kāi)斷容量大等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)空氣斷路器逐漸被真空斷路器所代替?，F(xiàn)工廠(chǎng)大修的韶山3、韶山7型電力機(jī)車(chē)大部分采用了先進(jìn)的真空斷路器。真空斷路器的真空性能技術(shù)指標(biāo)的嚴(yán)格要求，在大修過(guò)程中，影響了工廠(chǎng)電力機(jī)車(chē)真空斷路器的大修質(zhì)量及測(cè)試周期。為此，對(duì)真空開(kāi)關(guān)管的原理、檢修測(cè)試方法及注意事項(xiàng)，做深入探討（現(xiàn)以韶山3、韶山7型電力機(jī)車(chē)常用的BVAC.N99型真空斷路器為例），以解決電力機(jī)車(chē)真空斷路器的真空管技術(shù)參數(shù)測(cè)試問(wèn)題。

1 真空開(kāi)關(guān)原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成真空開(kāi)關(guān)管由2個(gè)銅合金觸頭組成，一個(gè)靜觸頭，另一個(gè)是動(dòng)觸頭（見(jiàn)圖1）。

1.1.1 靜觸頭 靜觸頭安裝在一個(gè)金屬法蘭上，該法蘭安裝在滅弧室的陶瓷外殼上。外殼是由2部分組成，中間隔著一個(gè)金屬篩網(wǎng)。當(dāng)觸頭開(kāi)斷時(shí)燃弧產(chǎn)生的金屬蒸汽會(huì)產(chǎn)生沉淀物，這個(gè)篩網(wǎng)正是用來(lái)防止這些沉淀物黏附在瓷部件上。

1.1.2 動(dòng)觸頭 動(dòng)觸頭是通過(guò)一個(gè)操縱桿來(lái)進(jìn)行移動(dòng)的，這樣就可以保證它的軸向運(yùn)動(dòng)和合適角度。金屬波紋管焊接在動(dòng)觸頭上，末端法蘭（是封口的一個(gè)完整部分）用于密封真空管。金屬篩網(wǎng)同樣用于包圍在波紋管四周來(lái)保護(hù)它。

圖1 真空開(kāi)關(guān)管（VST）

1.2 主要電氣技術(shù)參數(shù)

1.2.1 工頻耐受電壓 主回路對(duì)地75 kV；輸入和輸出端75 kV；輔助聯(lián)鎖對(duì)地2 kV。

1.2.2 雷電沖擊試驗(yàn) 施加電壓（額定沖擊耐受電壓）：主回路對(duì)地170 kV；輸入和輸出端（開(kāi)斷時(shí)）70 kV。

1.2.3 真空斷路器絕緣距離 絕緣子垂直763 mm；水平1 070 mm，間隙320 mm。

1.3 工作原理真空具有良好的絕緣性，因而帶電觸頭間的距離可以設(shè)計(jì)得很小。在下一個(gè)交流電流過(guò)零點(diǎn)，交流電弧就很容易開(kāi)斷，在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)，觸頭間絕緣可以馬上恢復(fù)，同時(shí)電弧不會(huì)重燃。獨(dú)特形狀的觸頭表面，相當(dāng)于強(qiáng)加了一個(gè)吸引力，使得電弧繞著觸頭軸心旋轉(zhuǎn)，這樣作用可以使電弧的熱點(diǎn)縮小，從而保證觸頭的磨損達(dá)到最小。

2 測(cè)試

2.1真空管真空度的測(cè)試為了得到真空管里詳細(xì)的真空狀態(tài)情況，可通過(guò)對(duì)真空管進(jìn)行絕緣檢測(cè)。利用真空斷路器真空試驗(yàn)儀進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，把真空試驗(yàn)儀接在真空斷路器兩端，重復(fù)施加峰值40 kV的電壓。試驗(yàn)步驟：

1）拆開(kāi)機(jī)車(chē)高壓連接端，并讓它盡可能遠(yuǎn)離斷路器的終端，然后用鱷魚(yú)夾把高壓連接端和斷路器終端連接起來(lái)。

2）把斷路器接地裝置接地，并檢查確定斷路器是處于開(kāi)斷狀態(tài)（主觸頭處于開(kāi)斷）。保證主開(kāi)關(guān)在試驗(yàn)儀上打在“斷”位置，然后連接各主要電纜。

(5)我也了解了那人(錢(qián)正興——引者注),但叫我怎么說(shuō)呢?除出我勸你稍稍性子寬緩一點(diǎn),以免損傷你自己底身體以外,我還有什么話(huà)呢?

3）通過(guò)三相導(dǎo)線(xiàn)連接到交流主電源，在電源出口處要有1條線(xiàn)來(lái)可靠接地（要保證檢修人員離試驗(yàn)區(qū)域至少1 m）。把試驗(yàn)設(shè)備的主開(kāi)關(guān)打到通的位置，綠色指示燈亮。

4）選擇試驗(yàn)電壓參考電壓40 kV。在10 s內(nèi)通過(guò)旋轉(zhuǎn)鈕進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，此時(shí)紅燈閃爍，黃燈滅。如果黃色指示燈亮，是因?yàn)檫_(dá)不到試驗(yàn)設(shè)備的額定試驗(yàn)電壓，那么必須重新試驗(yàn)。如果綠色的指示燈在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中一直保持發(fā)亮，那么試驗(yàn)結(jié)果是正確的，真空管中的真空度是合格的。如果紅色的指示燈是亮的，表明真空管里的真空度過(guò)低，真空管應(yīng)該更換。更換了真空管后，必須接著進(jìn)行例行試驗(yàn)。

必須注意的是，在耐壓試驗(yàn)的過(guò)程中，通過(guò)聽(tīng)得到的聲音可以判斷真空度。當(dāng)試驗(yàn)完成的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)設(shè)備上的主開(kāi)關(guān)要打到“斷”的位置，取下連接到斷路器終端的鱷魚(yú)夾前，需要等待30 s?？紤]到安全因素，取下的鱷魚(yú)夾必須連接在一起，以釋放分布電容的電荷，把連接線(xiàn)放入試驗(yàn)箱。用扭矩扳手采用67 N·m的扭矩重新連接高壓連接端。

2.2 動(dòng)靜觸頭的磨損測(cè)試主要測(cè)試OBR，OCM，CCM，CBR（mm）這4個(gè)參數(shù)，算出彈簧支架的水平總 行 程：（ OBR-CBR）mm；動(dòng) 觸 頭 行 程 ：（OCM-CCM）mm；觸頭壓力行程：{（OBR-CBR）-（OCM-CCM）}mm。

2.2.1 檢測(cè)工具 量規(guī)和導(dǎo)桿、滑行測(cè)徑校樣器和滑行測(cè)徑器、8 mm規(guī)格扳手、密封帽。

2.2.2 檢測(cè)方法 為了進(jìn)行下一步測(cè)量，輔助電路（氣路和電路）必須與閉合和打開(kāi)電路的主斷路器相連接。旋出螺帽（保證在測(cè)量過(guò)程中無(wú)水、灰塵進(jìn)入機(jī)械裝置）。注意：當(dāng)量規(guī)工作時(shí)不要開(kāi)啟或閉合主斷路器；測(cè)量尺寸誤差值范圍在0.05 mm內(nèi)。

1）測(cè)量OBR尺寸（彈簧支架打開(kāi)）使真空斷路器開(kāi)啟。將量規(guī)插入導(dǎo)套，手工旋緊軸頭導(dǎo)套；加壓力使量規(guī)緊靠彈簧支架；測(cè)量和記錄OBR值，取消量規(guī)的最大值；閉合斷路器。

2）測(cè)量CBR尺寸（彈簧支架閉合）使真空斷路器閉合；加壓力使量規(guī)緊靠彈簧支架。測(cè)量和記錄CBR值（見(jiàn)圖2）。旋松導(dǎo)管，移動(dòng)量規(guī)。

圖2 CBR的測(cè)量步驟

3）測(cè)量CCM尺寸（閉合動(dòng)觸頭）使真空斷路器閉合。不用量規(guī)，手工旋緊軸頭導(dǎo)管；將量規(guī)插入導(dǎo)管，加壓使量規(guī)緊靠緊固螺母；測(cè)量和記錄CCM值（見(jiàn)圖3）；將量規(guī)從導(dǎo)管移出；斷路器開(kāi)斷。

圖3 CCM的測(cè)量步驟

4）測(cè)量OCM尺寸（打開(kāi)動(dòng)觸頭）斷路器開(kāi)斷。將量規(guī)插入導(dǎo)管，加壓使量規(guī)緊靠緊固螺母；測(cè)量和記錄OCM值（見(jiàn)圖4）；將量規(guī)從導(dǎo)管移出且旋松導(dǎo)管；關(guān)閉尺寸入口。

圖4 OCM的測(cè)量步驟

2.2.3 分析判斷 檢查真空管里觸頭的磨損，測(cè)量下列新的沖程：OBR，OCM，CCM，CBR（mm）這4個(gè)參數(shù)，算出彈簧支架的水平總行程：（OBR-CBR）mm；動(dòng)觸頭行程：（OCM-CCM）mm；觸頭壓力行程：{（OBR-CBR）-（OCM-CCM）}mm。把測(cè)量結(jié)果和沒(méi)使用前的測(cè)量結(jié)果填寫(xiě)在一張常規(guī)試驗(yàn)單據(jù)上進(jìn)行比較。如果它滿(mǎn)足下列3個(gè)條件：2 mm＜觸頭壓力行程＜4.25 mm；觸頭行程＜2 mm；19 mm＜彈簧支架的水平總行程＜20.5 mm。即可判斷真空管觸頭的磨損符合使用范圍。

通過(guò)以上真空管里的真空度測(cè)試是合格的，同時(shí)電氣絕緣和觸頭機(jī)械壽命檢測(cè)也合格，真空斷路器的關(guān)鍵器件——真空管的檢測(cè)試驗(yàn)完成，按大修規(guī)程的要求真空斷路器可裝車(chē)使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，電力機(jī)車(chē)空氣斷路器逐漸由新型的真空斷路器所代替。真空斷路器技術(shù)參數(shù)要求高，經(jīng)多方收集有關(guān)技術(shù)資料和反復(fù)測(cè)試，總結(jié)出了韶山3、韶山7型電力機(jī)車(chē)常用的真空斷路器的檢測(cè)試驗(yàn)方法。2年來(lái)，在大修中使用此方法測(cè)試和安裝了3個(gè)鐵路局的12臺(tái)電力機(jī)車(chē)真空斷路器，現(xiàn)在一直正常安全運(yùn)行，沒(méi)有發(fā)生質(zhì)量不良反饋，證明以上測(cè)試方法科學(xué)可行，能較好地解決電力機(jī)車(chē)真空斷路器的真空管技術(shù)參數(shù)測(cè)試問(wèn)題。