探析10kV 真空断路器的检修及试验分析

赵 昕 吕春印 内蒙古巴彦淖尔电业局巴彦供电分局 015000

【文章摘要】

本文以10KV 真空断路器的应用为例，对其在应用过程中遇到的问题以及相应的处理措施作详细论述。

【关键词】

10KV ；真空断路器；故障；原因；处理对策

真空断路器目前在变电站、工矿企业、配电网络等多个行业中都有着广泛的应用，原因在于它能够利用真空作绝缘和灭弧介质，应用于配电网时能获得良好的绝缘灭弧性。比起其他形式的断路器，该类断路器的使用寿命更长，且方便维修，能尽量少的占据空间面积，对配电网中的电器设备进行良好的保护。但这种断路器并不完全是有利无害的，实际应用于工矿企业或变电站时，仍然会存在诸多问题， 比如运行故障等。

1 真空断路器的结构和主要技术参数

1.1 结构。真空断路器的生产厂家比较多，型号也较繁杂。按使用条件分为户内（ZNx-·）和户外（ZWx-··）两种类型。真空断路器在总体结构上除真空灭弧室外，与油断路器没有多大差别，它由导电部分、真空灭弧室、绝缘部分、传动部分、框架和操动机构等组成。其中真空灭弧室又主要由上下接线座（其作用是构成导电回路，固定真空包）、真空包（其作用是保持真空度133.33Pa）、动静触头（其作用是构成导电回路，实现分合闸）、屏蔽罩（其作用是使内部的电场分布均匀，吸附金属蒸汽产生金属粉末，从而保护真空包）、波纹管（其作用是提供动静触头分合闸的缓冲，是玻璃罩保持真空度）等组成。

1.2 类型。为适应安装于开关柜内使用，一般有固定式和手车式两种方式，而真空灭弧室和操动机构的布置方式有两种：一种是两者为前后布置，即操动机构在前面，真空灭弧室在后面，通过转轴拐臂等部件进行联动操作；另一种是两种上下布置，即操动机构在下面，真空灭弧室在上面。电磁操动机构基本由分、合闸电磁铁、支架和锁扣等部件组成，结构较为简单。

1.3 主要技术参数。额定电压， 10KV ；最高电压，11.5KV ；额定电流， 1250、1600、2000、2500、3150A ；额定短路开断电流，20、25、31.5、40KA ；额定短路点六开断次数，大于30 次；机械寿命，10000 次；触头开距，11±lmm；超行程， 4±1mm ；相见中心距，230（250）mm ； 平均合闸速度，0.6±0.2In/S ；平均分闸速度，1.1±0.2m/s ；合闸时间，不大于0.2s ； 分闸时间，不大于0.06s ；回路电阻，不大于40 ？ μ ？ Ω。通过对ZN28.10 真空断路器这些技术参数的了解，可以对断路器在日常运行中出现的故障及时处理。

2 10KV 真空断路器本体故障及原因

2.1 10KV 真空断路器在运行使用过程中容易发生的本体故障多为真空泡真空度降低。这一故障产生的主要原因在于：真空断路器运行时，绝缘灭弧过程均是在真空泡中执行的，而由于断路器本身并不具监测装置，无法对真空泡内的灭弧工作进行监督，所以导致运行人员无法获得精确的真空度，无从判断机器故障。

2.2 断路器分闸失灵故障。10kV 真空断路器发生分闸失灵故障时, 如果得不到及时的处理, 将会进一步扩大成事故, 甚至会引起10kV 配电网发生大面积停电事故。引起断路器分闸失灵故障的原因较多, 大致可以归纳为: 分闸操作回路发生断线问题; 分闸线圈发生断线; 操作电源电压不足; 分闸线圈回路电阻过大, 分闸动力不足; 分闸顶杆发生变形, 导致分闸过程中存在卡涩、卡死等问题。2.3 断路器分闸不可靠，此时应调整扣板和半轴的扣接深度，使扣接深度为1.5 ～ 2.5mm。

2.3 断路器无法合闸且出现跳跃。这可能是支架出现卡滞现象，或者滚轮和支架之间的间隙不符合2±O.5mm 的要求。这时应卸下底座取出铁芯，并调整铁芯项杆的长度。另外，也可以是辅助开关动作时间调整不当，应调整辅助开关拉杆长度，使其在断路器动静触头闭合后在断开。

2.4 弹簧操作机构合闸储能回路故障。由于断路器弹簧操作机构合闸储能回路出现故障, 断路器在合闸操作后, 由于不能有效储能进而无法实现分闸操作; 或者储能电机一直运转不停止, 甚至还会由于电机持续运转产生剧烈热量引起电机线圈发生过热损坏。若真空断路器合闸储能不能按照要求有效到位时, 若此时10kV 配电线路发生事故, 则断路器将会出现“拒动”问题, 拒绝进行分闸操作, 进而将会使线路事故进一步扩大越级; 若储能电机发生损坏, 则10kV 真空断路器将无法按照继电保护功能需求实现准确分合闸操作。

3 真空断路器的有关电器试验

3.1 制造部门必须认真贯彻执行全面质量管理体系，提高工艺水平，保证装配质量，提供合格的产品及备品备件。运行和检修部门应强化平时的维护检查，发现隐患，及时消除缺陷，严格执行预试规程要求，保证检修到位，确保修试质量，提高设备健康水平，绝不能对运行中的真空开关设备掉以轻心。

3.2 预试规程应坚持测量整体的绝缘电阻。测量分合闸线圈的直流电阻和绝缘电阻，绝缘电阻不应小于2Mfl，采用1000V 兆欧表。而且一般来说真空断路器在制造厂出厂调试中已使分、合闸速度合格，在安装或检修中一般可不进行测试。但当出现下列情况之一时，就必须测试分、合闸速度：更换真空灭弧管或行程重新调整后；更换或者改变了触头弹簧、分闸弹簧、合闸弹簧（指弹簧机构）等以后；传动机构等主要部件经解体重新组装后。真空断路器的分、合闸速度，一般都是指触头在闭合前或分离后一段行程内的平均速度。

3.3 电磁机构分闸线圈和合闸接触器线圈最低动作电压不得低于额定电压30%，不得高于额定电压的65%，合闸线圈最低动作电压不得低于额定电压的80- 85%。断路器的分、合闸动作都需要有一定的能量，为了保证断路器的合闸速度，规定了断路器的合闸线圈的最低动作电压， 不得低于额定电压的80-85%。对分闸线圈和接触器线圈的低电压规定是这个线圈动作电压不能过低，也不能过高。

3.4 测量导电回路的接触电阻，用直流压降法测量，电流不小于100A，运行中不大于1.2 倍出厂值。真空灭弧室的回路电阻，通常占真空断路器回路电阻的50% 以上，是长期工作的主要发热源。触头间隙接触电阻，是真空灭弧室回路电阻的主要组成部分。因为触头系统密封在真空灭弧室内，所产生热量的唯一散发途径是通过动、静导电杆导出，利用外部散热装置散发掉热量。

3.5 断路器在分闸，合闸状态下分别进行断口，主回路对地及相间工频耐压试验，试验电压为42KV。对断口的工频耐压试验，是检验真空泡是否漏气的有效方法。目前真空断路器中灭弧室真空度的在线监测仍无成熟的技术手段，许多科研单位对真空灭弧室真空度的在线监测仍处于研制开发阶段，在实际应用中，应以对灭弧室断口定期的工频耐压作为真空断路器断口间绝缘介质强度的判断依据。

3.6 弹跳与压缩行程的大小及转动系统传动的间隙的大小和有关的螺丝，螺帽的松紧有关；压缩行程变大，弹跳减小；如压缩行程在最大值，弹跳还是大，检查传动间隙是否过大及有关螺丝螺帽是否有松动现象；如是改造开关，在上述基础上再次检查水平连杆与垂直拉杆的角度和拐臂的长度是否合格。

4 结束语

综上所述，10KV 真空断路器在国内目前的配电网络中得到了广泛应用，有效保护了配电网内电器设备的运行安全，为相关行业节省，甚至创造了巨大的社会经济效益。

【参考文献】

[1] 谢胜利，孔祥华.10KV 真空断路器的安装调试与维护[J]. 科技资讯， 2010（01）

[2] 封庆. 综述真空断路器存在的问题处理及预防措施[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊），2010（04）

[3] 梁祖路. 试论真空断路器在运行中常见的故障检修与维护[J]. 装备制造，2010（04）024