高压真空断路器的检修与维护

伊玉生 济南钢铁集团有限公司能源动力厂

摘要 真空断路器具有开断容量大、灭弧性能好、触头寿命长、运行维护量小、检修周期长等特点。因此，真空断路器在济钢各个变电站得到了广泛的应用。针对济钢内部真空断路器维护检修中出现的一些问题进行分析，并提出改进建议和措施。 关键词 真空断路器 检修

The repair and maintenance of Vacuum Circuit Breaker

YiYusheng

Energy Power Plant Of Jigang Group Co.,Ltd.

Abstract Vacuum circuit breaker has a lot of adventages.For example ,breaking capacity, good arc performance, contact, long life, operation and maintenance of a small amount of long maintenance cycle, and so on. Therefore, the vacuum circuit breaker has been widely used in Jigang Group Company Limited in every substation.We should reduce the problems of Vacuum Breaker in Jigang Group Company Limited and recommend for improvement and measures. Key words The vacuum circuit breaker Repair and maintenance

正文

真空断路器目前较易出现的问题有很多种，比如真空断路器灭弧室漏气，机构卡涩，辅助断路器转换不正确引起跳闸线圈烧坏，断路器跳合闸不正确，断路器的弹跳及行程不合格，断路器本体绝缘子瓷瓶因与拉杆距离太近被打坏等。这就要求我们在真空断路器选型、安装、运行、检修维护过程中加强管理，对运行的真空断路器进行状态监测与诊断，对常见的故障能及时准确地处理。

1、调试与交接试验

严格把好设备的调试及交接试验关，以防止设备在运输中的变化及机构调整后出现的不配套现象，特别是操动机构与真空断路器连接后的问题。主要复测的参数有:合闸弹跳、分闸同期、开距、压缩行程、合分闸速度及时间、直流电阻、分合闸动作电压值、断口绝缘水平、传动验收试验等，这些参数均应满足要求。在我们平时的常规检修工作中，主要发现了以下问题：断路器柜内的静触头的伸缩档板与手车式断路器框架卡涩引起进车困难，断路器的弹跳及行程不合格，断路器本体绝缘子瓷瓶因与拉杆距离太近被打坏，合闸接触器动作特性不好，往往动作一次后就不能动作或动作电压逐渐升高，真空泡的真空度不符合要求等，我们对这些问题都进行了处理。关于真空断路器调试及交接试验工作必须严格做好。我们要及时发现绝缘件击穿，机构异常，真空灭弧室漏气以及弹跳、速度、行程异常等不合格情况，并处理好后才能投运，确保运行安全。

2、运行维护、定期检查 2.1、运行维护

运行操作中注意观察有无异常现象，如在断路器断开后，是否有异常的放电声音，送电时，观察真空灭弧室有无裂纹、破损。发现异常立即报告，待检修证实后，再进行操作。

2.2、定期检查

真空断路器本体常见缺陷有:真空灭弧室漏气、本体绝缘件击穿、过压保护器不合格、真空灭弧室直流电阻不合格、新投入断路器拒合拒分等现象。定期的耐压试验、真空度的测量、直流电阻及分合闸动作电压值的测定是发现上述缺陷的重要手段。

3、真空断路器状态监测与诊断

真空灭弧室是真空断路器的关键部件，它是用玻璃或陶瓷作支持及密封，内有动静触头和屏蔽罩，真空度不能低于6.6 x 10-2P a。工厂制造的新真空灭弧室要求达到7.5 x 10-4Pa以下。当真空度

降低时，其开断性能明显降低。因此真空灭弧室不能受任何外力敲击或遭受碰撞。

3.1、真空灭弧室的检查

真空断路器的最大特征就是触头封在真空灭弧管的绝缘外壳内，它在严格质量管理下使用现代化设备制造而成，能保证长寿命。在下列情况下需要进行检查，必要时需要更换真空泡：(I)真空灭弧室已达到制造厂所保证的通断次数时(机械寿命I万次);(2)真空灭弧室已达到指定的检查周期(分、合闸次数达到I万次、短路电流100次时，进行灭弧室的耐压试验，达到2万次时更换真空灭弧室);(3)外观上发现异常时。

检查依据：真空断路器的寿命是由触头和真空度2项指标来判断:(1)测定触头磨损。采用在真空断路器的触头连杆上刻上标记来检查或用游标卡尺测定触头超行程。若动、静触头累积磨损厚度超出规定范围,则表明真空泡的电寿命已终，应更换真空泡。(2 )真空泡的直流电阻在规定范围内。一般真空泡直流电阻不大于2 5μΩ，真空断路器导电回路电阻不大于45μΩ (3)真空度测定。①工频耐压法。使断路器处于断开状态，在真空灭弧室的触头间加上电压来判定，能耐受42kV、Imin工频耐压试验，真空泡内不应有持续的放电，则认为正常。②真空度测试仪测试。目前比较精确的方法是磁控法，适用于制造厂用作真空灭弧室的检测。真空度不大于5*10-4Pa ,③火花计法。只适用于玻璃管真空灭弧室，使用时，让火花探漏仪在灭弧室表面移动，在其高频电场作用下内部有不同的发光情况。若管内有淡青色辉光，则真空度在1.33*10-5以上;若呈红兰色光，说明管子已经失效;如管内已处于大气状态，则不会发光。

3.2、断路器机构的检修

一般设备在投运1年后，应对各部分机构的螺丝进行紧固，并进行1次分合闸时间、分合闸速度、分合闸动作电压、同期、弹跳、行程、超程及机械连动部分的测试和维护。

(I ) 严格控制真空断路器的分合闸速度。真空断路器的合闸速度过低时，会由于预击穿时间过长而增大触头的磨损量。由于真空灭弧室一般采用铜焊工艺，其机械强度不高，耐振性差。如果真空断路器合闸速度过高还会造成较大的振动，会对波纹管产生较大冲击，降低波纹管寿命。另外，还要求真空断路器的分合闸缓冲器有较好的特性，尽量减轻分合闸时的冲击力， 以保证真空灭弧室的寿命。 (2 ) 严格控制触头行程。因为真空断路器的行程较短，IOkV的真空断路器一般触头行程为9一13mm,触头超行程仅为3一5mm。如果过多地增加触头的行程，会使断路器合闸后，在波纹管上产生过大的应力，引起波纹管损坏，破坏真空断路器密封外壳内的真空。不同型号的真空断路器的主要技术参数见表1

表1

触头开距/mm 超行程/mm 平均分闸速度/m/s 项目+型号 ZN3-10 10±1 3±1 1.0±0.1 0.625±0.125 ＜150 ZN12-10 11±1 8±2 1.2±0.2 ZN14-10 10±1 3±1 1.05±0.25 ZN20-10 12±1 3±1 1.0±0.2 0.9±0.3 ≤80 ZN28-10 11±1 4±1 1.1±0.2 0.6±0.2 ≤40 10±1 平均合闸速度/m/s 0.85±0.25 0.7±0.2 ≤25 ＜50 5±1 回路电阻/μΩ 油缓冲器行程/mm 三相分闸不同期性/ms 触头合闸弹跳时间/ms 操作机构型式 ≤2 ≤2 电磁操动机构 ≤2 ≤2 弹簧操动机构（储能电机） ≤2 ≤2 CT8型弹簧操动机构 ≤2 ≤2 弹簧操动机构（储能电机） ≤2 ≤2 CD17型电磁操动机构 3.3、真空断路器使用中的过电压的限制 真空断路器操作过电压分为:截止过电压、多次重燃过电压、分断容性负载过电压以及合闸过电压

等。限制过电压的方法有:负载端并联电容器、负载端并联阻容回路、并联避雷器等。

4、 断路器常见故障查找 4.1、断路器合闸失灵

当合闸失灵时，可分为直流接触器是否动作两种情况处理。

(1 ) 直流接触器未动作。①直流接触器线圈上没有电压时，可能控制回路断线、操作熔断器熔断、控制断路器接点不通、辅助断路器常闭接点或防跳继电器常闭接点不闭合。②直流接触器线圈上有电压时，可能直流接触器线圈断线、操作电源太低、接触器铁心卡涩或弹簧反作用力太大。

(2 ) 直流接触器动作。①合闸铁心不动作，可能原因有合闸线圈接头松脱或线圈烧毁、合闸回路熔断器熔断或回路断线、合闸铁心严重卡涩。②合闸铁心动作，可分为铁心空合和铁心顶住滚轮动作但合不上两种情况。前者原因有:控制回路有问题，分闸线圈带电、机构在分闸后未能复归、分闸机构死点自锁作用不可靠、脱扣板扣入太少或啮合面间涂有润滑脂产生打滑。后者原因有二控制回路有问题，合闸后分闸机构又动作跳闸(如有保护跳闸信号、联锁跳闸信号等)、合闸铁心行程不够或顶杆太短使支架与滚轮间无间隙、合闸线圈有短路现象、断路器限位螺钉调整不当，未合上即已相碰、各有关弹簧压缩或拉伸过多， 使分闸反作用力太大、操动传动提升机构卡涩、合闸辅助接点打开过早、操作电源电压太低。

4.2、分闸失灵

当分闸失灵时，可分为分闸铁心是否动作进行处理。

(1 )分闸铁心不动。①当分闸线圈无电压，可能原因有:辅助断路器或控制断路器接点不通、分闸回路断线、防跳继电器电流线圈断线或接头松脱、操作回路熔断器熔断。②当分闸线圈有电压时，可能原因有:分闸铁心卡涩或掉落、分闸线圈烧毁或断线、操作电源电压太低。

(2 )分闸铁心动作但断路器不能分开。①分闸机构不能脱扣，可能原因有二脱扣板扣入太深或啮合太紧、自由脱扣机构越过死点太多、剩磁吸引铁心使顶杆冲力不足、分闸铁心行程不够、防跳保安螺丝未退出、线路层间有短路现象。②分闸机构能脱扣但不能分闸，可能原因有:动静触头熔焊、断路器分闸力太小(各有关弹簧压缩或拉伸过小，弹簧变质、机构内的轴销缺少润滑脂或润滑脂选用不当而凝结、操动传动提升机构卡涩造成摩擦力增大。

4.3、断路器开距和超行程的调整

触头开距是用增减分闸缓冲器的调整垫片来调节。超行程主要靠调整绝缘拉杆处的调整螺栓。调整操动机构输出杆的长度可以同时改变三相的超行程而不改变触头开距。 参考文献

[1] 陈济涛，王春海。ZN28-10型高压真空断路器的检修与改进 中国设备工程 [2] 韩承栋. 浅谈真空断路器机械参数的选择和调试 电工技术