摘 要：真空斷路器與傳統(tǒng)的少油斷路器相比，具有開斷容量大、滅弧性能好、機(jī)械電壽命長、適合頻繁操作、運(yùn)行維護(hù)小、檢修周期長、防爆等優(yōu)點(diǎn)。目前，真空斷路器已廣泛應(yīng)用于我國的中、低壓電網(wǎng)。真空斷路器如不進(jìn)行周期性的維護(hù)和故障分析，同樣會(huì)出現(xiàn)各類問題。本文論述真空斷路器特性和工作原理，運(yùn)行維護(hù)分析和故障及處理。

關(guān)鍵詞：真空斷路器；運(yùn)行維護(hù)；故障處理

中圖分類號(hào)：TM561.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）29-0141-01

1 引 言

我國從20世紀(jì)80年代引進(jìn)國外真空斷路器技術(shù)，經(jīng)過近30年的發(fā)展，將技術(shù)引進(jìn)后再改造。國內(nèi)電器制造廠商將真空斷路器技術(shù)發(fā)展出幾十種型號(hào)和品種，額定電流、開端電流和電壓均達(dá)到較高水平。真空斷路器屬于戶內(nèi)配電裝置，可用于大型工業(yè)廠房、發(fā)電廠、變電站使用。戶內(nèi)配電對(duì)安全要求較高，因此電器裝置要達(dá)到無油化、少檢修和高頻率使用的要求。真空斷路器常配置在中置柜、雙層柜、固定柜中。真空斷路器所強(qiáng)調(diào)的真空，是指滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)是絕對(duì)真空狀態(tài)。本文將簡述真空斷路器特性與工作原理，重點(diǎn)描述斷路器運(yùn)行維護(hù)和故障分析。

2 真空斷路器特性與工作原理

真空斷路器在特性上，體積小并且重量輕，觸頭開距小。舉例，10kV真空斷路器的觸頭開距僅10mm寬。較短的開距有較多好處，比如操作功耗較小，機(jī)械部分行程短，在少檢修情況下壽命長。真空斷路器燃弧時(shí)間僅有半周波，并且無論開關(guān)電流達(dá)到多少毫安都不會(huì)對(duì)燃弧時(shí)間產(chǎn)生影響。斷路器熄弧后，其觸頭間隙介質(zhì)可迅速恢復(fù)，極少產(chǎn)生任何故障。故障少，磨損量小，觸頭電氣壽命長，額定電流開斷次數(shù)可以超過5000次，滿容量電流開斷次數(shù)可以達(dá)到50次。真空斷路器最適于戶內(nèi)使用的特性是噪音小。

真空斷路器工作原理主要是當(dāng)動(dòng)觸頭和靜觸頭在操作機(jī)構(gòu)的指揮下主動(dòng)分閘，過程中觸頭會(huì)產(chǎn)生電弧并且發(fā)揮出蒸汽。由于最初將觸頭設(shè)計(jì)為一種特殊形態(tài)，可形成磁場。該磁場會(huì)引導(dǎo)電弧在其中沿切線方向移動(dòng)，觸頭產(chǎn)生的蒸汽凝結(jié)在金屬圓筒上。電弧在自然過零時(shí)主動(dòng)熄滅，觸頭間隙介質(zhì)立馬恢復(fù)。

3 真空斷路器的運(yùn)行維護(hù)分析

真空斷路器每年均需要進(jìn)行一次停電檢查維護(hù)，保證正常運(yùn)行。對(duì)于已投入使用年限較久、操作次數(shù)過多的真空斷路器，可考慮適當(dāng)縮短檢查的周期。

檢查斷路器的各個(gè)關(guān)鍵零部件，不能僅僅局限在真空度、形成、分合閘速度，還要考慮到操作機(jī)構(gòu)各主要部分、外部電氣等。比如對(duì)斷路器管子使用耐壓試驗(yàn)，檢測(cè)真空度是否處于正常范圍；對(duì)絕緣件使用耐壓試驗(yàn)；測(cè)量斷路器的開距情況、接觸行程和機(jī)械特性；斷路器內(nèi)部相互連接的螺栓、螺母是否有松動(dòng)的情況，一些關(guān)鍵部位的小螺釘和鎖緊螺母需重點(diǎn)注意；各轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)部位的卡簧、銷子是否有脫落；額定電流超過1600A的真空斷路器，需要進(jìn)行直流電阻測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析；如斷路器各個(gè)關(guān)鍵零部件出現(xiàn)老化，不得已需要更換，必須根據(jù)產(chǎn)品說明書進(jìn)行同型號(hào)零部件的更換，并且在更換后必須進(jìn)行機(jī)械特性的測(cè)試和使用耐壓試驗(yàn)判斷各參數(shù)是否正常；每次大型維護(hù)或檢修后，真空斷路器需進(jìn)行連續(xù)空載操作8～10次，方可投運(yùn)。

4 真空斷路器的故障與處理

4.1 真空度降低

真空斷路器本身無法檢測(cè)內(nèi)部真空度是否處于正常范圍的功能。真空度的正常對(duì)真空斷路器的運(yùn)行非常重要，因此當(dāng)斷路器出現(xiàn)真空度降低時(shí)，及可能對(duì)斷路器產(chǎn)生較大的威脅。真空度降低直接影響斷路器開斷過電流的能力，導(dǎo)致斷路器的使用壽命也帶動(dòng)降低，甚至直接引起斷路器爆炸。

真空度降低故障通常被稱為隱形故障，不容易被發(fā)現(xiàn)或檢測(cè)。真空度降低的原因主要是真空泡的制作工藝較差，成形的真空泡本身存在漏點(diǎn)。真空泡的材質(zhì)未達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致真空泡在運(yùn)行過程中，無法承受實(shí)際環(huán)境的考驗(yàn)，多次操作后出現(xiàn)漏點(diǎn)。真空泡中的波形管是較易損壞的零部件。波形管的材質(zhì)和制作工藝很大程度上決定真空泡的質(zhì)量如何。分體式真空斷路器，使用電磁式操作機(jī)構(gòu)的真空斷路器。在實(shí)際操作時(shí)，操作連桿來回的距離較遠(yuǎn)，直接影響開關(guān)其他零部件的特性，導(dǎo)致真空度降低。

真空度故障處理的方法是在斷路器定期停電檢修時(shí)，必須對(duì)真空泡使用真空度的定性測(cè)試。當(dāng)真空度未達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須更換真空泡，并重新進(jìn)行真空度的定性測(cè)試，以及其他特性試驗(yàn)，比如行程、同期和彈跳等。當(dāng)真空度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，斷路器運(yùn)行時(shí)，真空泡外部會(huì)出現(xiàn)放電和漏電現(xiàn)象，巡檢人員需定期觀察真空泡外部是否有放電和漏電情形，以此判斷真空泡的真空度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 分閘失靈

分閘失靈屬于真空斷路器常出現(xiàn)的故障之一。分閘失靈主要指的情況是斷路器遠(yuǎn)方遙控分閘未出現(xiàn)任何響應(yīng)動(dòng)作；發(fā)生事故時(shí)開關(guān)啟動(dòng)繼電保護(hù)，斷路器未出現(xiàn)任何響應(yīng)動(dòng)作。分閘失靈的原因主要是分閘操作的回路斷開；分閘線圈開端；電源電壓過低導(dǎo)致分閘線圈電阻增加，分閘力降低；分閘頂桿出現(xiàn)嚴(yán)重變形，甚至卡澀，無法進(jìn)行分閘操作。如果在開關(guān)出現(xiàn)事故時(shí)，又出現(xiàn)分閘失靈，繼電保護(hù)動(dòng)作無法響應(yīng)，最終事故范圍會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

分閘回路是否連接完好是斷路器維護(hù)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。檢查分閘線圈是否連接完好；測(cè)試分閘線圈的電阻值大??；檢測(cè)分閘頂桿是否有變形的情況；檢測(cè)操作電壓是否處于正常范圍；為避免分閘頂桿變形，可考慮將銅質(zhì)材料更換為鋼質(zhì)。

4.3 彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘儲(chǔ)能回路故障

彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘儲(chǔ)能回路故障現(xiàn)象表現(xiàn)為合閘后無法實(shí)現(xiàn)分閘；儲(chǔ)能電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度不正常，導(dǎo)致電機(jī)線圈發(fā)燙發(fā)熱，最后燒損。合閘儲(chǔ)能回路產(chǎn)生故障的原因是行程開關(guān)安裝位置靠下，導(dǎo)致合閘彈簧未完成儲(chǔ)能動(dòng)作，當(dāng)行程開關(guān)觸點(diǎn)完成轉(zhuǎn)換，主動(dòng)切斷電源，然而彈簧無法進(jìn)行分閘動(dòng)作。因此，儲(chǔ)能回路故障處理的最佳辦法是定期調(diào)整行程開關(guān)的位置，保證電機(jī)可以準(zhǔn)確斷電操作。

5 結(jié) 語

本文論述真空斷路器特性和工作原理，運(yùn)行維護(hù)分析和故障及處理。真空斷路器在特性上，體積小并且重量輕，具有觸頭開距小，觸頭的電氣壽命長，噪音小適于頻繁操作。真空斷路器每年需要進(jìn)行一次停電檢查維護(hù)，涉及斷路器的各個(gè)關(guān)鍵零部件。關(guān)于真空斷路器的故障與處理，主要分析了三個(gè)方面：真空度降低、分閘失靈和彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘儲(chǔ)能回路故障。

收稿日期：2018-9-6