林智明

（柳州機車車輛廠，高級工程師，廣西 柳州 545007）

電力機車空氣斷路器是電力機車負載的總開關，用于電力機車主電路電源的開斷、接通，同時具有過載、短路和接地保護功能，是電力機車關鍵的大部件。真空斷路器是單斷點交流斷路器，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)定性好和開斷容量大等優(yōu)點，因此近年來空氣斷路器逐漸被真空斷路器所代替?，F(xiàn)工廠大修的韶山3、韶山7型電力機車大部分采用了先進的真空斷路器。真空斷路器的真空性能技術指標的嚴格要求，在大修過程中，影響了工廠電力機車真空斷路器的大修質(zhì)量及測試周期。為此，對真空開關管的原理、檢修測試方法及注意事項，做深入探討（現(xiàn)以韶山3、韶山7型電力機車常用的BVAC.N99型真空斷路器為例），以解決電力機車真空斷路器的真空管技術參數(shù)測試問題。

1 真空開關原理

1.1 結構組成真空開關管由2個銅合金觸頭組成，一個靜觸頭，另一個是動觸頭（見圖1）。

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

1.1.2 動觸頭 動觸頭是通過一個操縱桿來進行移動的，這樣就可以保證它的軸向運動和合適角度。金屬波紋管焊接在動觸頭上，末端法蘭（是封口的一個完整部分）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保護它。

圖1 真空開關管（VST）

1.2 主要電氣技術參數(shù)

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

1.2.2 雷電沖擊試驗 施加電壓（額定沖擊耐受電壓）：主回路對地170 kV；輸入和輸出端（開斷時）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計得很小。在下一個交流電流過零點，交流電弧就很容易開斷，在毫秒級的時間內(nèi)，觸頭間絕緣可以馬上恢復，同時電弧不會重燃。獨特形狀的觸頭表面，相當于強加了一個吸引力，使得電弧繞著觸頭軸心旋轉，這樣作用可以使電弧的熱點縮小，從而保證觸頭的磨損達到最小。

2 測試

2.1真空管真空度的測試為了得到真空管里詳細的真空狀態(tài)情況，可通過對真空管進行絕緣檢測。利用真空斷路器真空試驗儀進行耐壓試驗，把真空試驗儀接在真空斷路器兩端，重復施加峰值40 kV的電壓。試驗步驟：

1）拆開機車高壓連接端，并讓它盡可能遠離斷路器的終端，然后用鱷魚夾把高壓連接端和斷路器終端連接起來。

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

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

3）通過三相導線連接到交流主電源，在電源出口處要有1條線來可靠接地（要保證檢修人員離試驗區(qū)域至少1 m）。把試驗設備的主開關打到通的位置，綠色指示燈亮。

4）選擇試驗電壓參考電壓40 kV。在10 s內(nèi)通過旋轉鈕進行耐壓試驗，此時紅燈閃爍，黃燈滅。如果黃色指示燈亮，是因為達不到試驗設備的額定試驗電壓，那么必須重新試驗。如果綠色的指示燈在整個試驗過程中一直保持發(fā)亮，那么試驗結果是正確的，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低，真空管應該更換。更換了真空管后，必須接著進行例行試驗。

必須注意的是，在耐壓試驗的過程中，通過聽得到的聲音可以判斷真空度。當試驗完成的時候，實驗設備上的主開關要打到“斷”的位置，取下連接到斷路器終端的鱷魚夾前，需要等待30 s?？紤]到安全因素，取下的鱷魚夾必須連接在一起，以釋放分布電容的電荷，把連接線放入試驗箱。用扭矩扳手采用67 N·m的扭矩重新連接高壓連接端。

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

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

2.2.2 檢測方法 為了進行下一步測量，輔助電路（氣路和電路）必須與閉合和打開電路的主斷路器相連接。旋出螺帽（保證在測量過程中無水、灰塵進入機械裝置）。注意：當量規(guī)工作時不要開啟或閉合主斷路器；測量尺寸誤差值范圍在0.05 mm內(nèi)。

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

2）測量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。測量和記錄CBR值（見圖2）。旋松導管，移動量規(guī)。

圖2 CBR的測量步驟

3）測量CCM尺寸（閉合動觸頭）使真空斷路器閉合。不用量規(guī)，手工旋緊軸頭導管；將量規(guī)插入導管，加壓使量規(guī)緊靠緊固螺母；測量和記錄CCM值（見圖3）；將量規(guī)從導管移出；斷路器開斷。

圖3 CCM的測量步驟

4）測量OCM尺寸（打開動觸頭）斷路器開斷。將量規(guī)插入導管，加壓使量規(guī)緊靠緊固螺母；測量和記錄OCM值（見圖4）；將量規(guī)從導管移出且旋松導管；關閉尺寸入口。

圖4 OCM的測量步驟

2.2.3 分析判斷 檢查真空管里觸頭的磨損，測量下列新的沖程：OBR，OCM，CCM，CBR（mm）這4個參數(shù)，算出彈簧支架的水平總行程：（OBR-CBR）mm；動觸頭行程：（OCM-CCM）mm；觸頭壓力行程：{（OBR-CBR）-（OCM-CCM）}mm。把測量結果和沒使用前的測量結果填寫在一張常規(guī)試驗單據(jù)上進行比較。如果它滿足下列3個條件：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。

通過以上真空管里的真空度測試是合格的，同時電氣絕緣和觸頭機械壽命檢測也合格，真空斷路器的關鍵器件——真空管的檢測試驗完成，按大修規(guī)程的要求真空斷路器可裝車使用。

3 結束語

近年來，電力機車空氣斷路器逐漸由新型的真空斷路器所代替。真空斷路器技術參數(shù)要求高，經(jīng)多方收集有關技術資料和反復測試，總結出了韶山3、韶山7型電力機車常用的真空斷路器的檢測試驗方法。2年來，在大修中使用此方法測試和安裝了3個鐵路局的12臺電力機車真空斷路器，現(xiàn)在一直正常安全運行，沒有發(fā)生質(zhì)量不良反饋，證明以上測試方法科學可行，能較好地解決電力機車真空斷路器的真空管技術參數(shù)測試問題。