目前，在10kV及以下電壓等級的配電網(wǎng)絡(luò )中,真空斷路器已逐步取代油斷路器。真空斷路器具有適合頻繁操作、電壽命長(cháng)、檢修維護工作量小、防燃、防爆、運行可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。由于生產(chǎn)廠(chǎng)家不同,有部分真空斷路器性能很差,特別是斷路器的特性方面,存在的問(wèn)題較多。斷路器的部分缺陷容易造成重大事故,或造成事故越級導致大面積停電。
由于這幾年在真空斷路器的檢修、維護工作中,使用真空測試儀、特性測試儀等先進(jìn)的科學(xué)儀器進(jìn)行測試,使藏而不露的問(wèn)題以科學(xué)數據的形式顯現出來(lái)。在處理這些問(wèn)題的過(guò)程中,也積累了一些經(jīng)驗,做到了綜合性檢修,防患于未然,保證了真空斷路器的安全可靠運行。
一,真空斷路器真空度下降的主要原因
真空斷路器就是利用消除電弧賴(lài)以持續的物理因素,使電弧不能形成或不能持續。在真空斷路器中配用的真空管保持一定的真空度——使開(kāi)關(guān)的動(dòng)、靜觸頭在開(kāi)斷負荷電流時(shí),因沒(méi)有或存在非常少的可電離介質(zhì)而使電弧不能產(chǎn)生或持續,達到熄弧的目的。而目前國內生產(chǎn)的真空斷路器不象現使用較多的sF6斷路器本身配有介質(zhì)壓力閉鎖等保護,沒(méi)有定性、定量監測真空度特性的裝置,所以斷路器配用的真空管真空度降低在實(shí)際運行中不可能被發(fā)現,故障為隱性故障,其危險程度遠遠大于顯性故障。通過(guò)對我廠(chǎng)使用的真空斷路器故障性質(zhì)規類(lèi)分析,同時(shí)與黑龍江省內的幾家電廠(chǎng)的工程技術(shù)人進(jìn)行技術(shù)交流后總結出了引起真空斷路器真空下降及真空管漏氣的幾種原因如下:
1、彈跳的影響
真空斷路器的觸頭多為平面對接式結構,在分合閘操作中不可避免地產(chǎn)生不同程度的反彈現象。不論分閘反彈還是合閘反彈都會(huì )給運行帶來(lái)危害:波紋管經(jīng)受強迫振動(dòng)可能產(chǎn)生裂紋,使滅弧室漏氣;分合閘時(shí)斷路器觸頭運動(dòng)速度較高,動(dòng)作終結時(shí)沖擊力較大,引發(fā)彈跳,可能產(chǎn)生觸頭和導電桿的變形,甚至產(chǎn)生裂紋;切合電容器組的真空真空斷路器如果發(fā)生合閘彈跳,還會(huì )導致電容器的損壞。因此目前部分真空斷路器廠(chǎng)家已注意到真空斷路器彈跳造成的危害,推出了所謂的“無(wú)彈跳”真空斷路器,通過(guò)機械緩沖等手段,大大減少了斷路器在分合閘時(shí)產(chǎn)生的機械沖擊。
2、分合閘速度的影響
斷路器的分合閘速度對真空斷路器的滅弧起到了一定的作用,也決定著(zhù)真空斷路器的使用壽命。所以斷路器在投運前均應測量分合閘速度,可以及時(shí)發(fā)現產(chǎn)品質(zhì)量和調試上的一些問(wèn)題。一方面防止分合閘速度過(guò)大,斷路器觸頭動(dòng)作終了時(shí)機械撞激烈,使滅弧室產(chǎn)生更為嚴重震動(dòng)。
3、緩沖器的影響
應仔細檢查緩沖器行程,不應有變形損傷現象或壓縮超量,須留緩沖裕度。部分充油緩沖器應定時(shí)檢查緩沖器油位情況,及時(shí)補油。
4、操作機構容量的影響
真空斷路器現常見(jiàn)的操作機構主要有CDlO型、CDl7型、VSl型以及在上述型號的基礎上,為適應不同的安裝空間而改造的操作機構,近幾年國內部分斷路器又配用了“永磁式操作機構”。配置不同型式的操作機構,在安裝或改造時(shí),均應著(zhù)重注意操作傳動(dòng)桿的動(dòng)作距離,如果容量偏大,將對滅弧室產(chǎn)生嚴重撞擊,造成真空滅弧室波紋管損壞,直接影響真空斷路器的使用壽命,使斷路器真空度降低速度加快。
5、觸頭行程的影響
目前國內生產(chǎn)的各種型號的10kv真空斷路器滅弧室,其觸頭超行程按規程規定在4mm左右,開(kāi)距11mm左右。真空斷路器在安裝或檢修時(shí),應嚴格按照產(chǎn)品安裝說(shuō)明書(shū)中觸頭行程要求準確測量,調整拉桿,防止行程超越,且真空斷路器在每年大檢修中,都應仔細復查斷路器的行程、超行程及觸頭的開(kāi)距。在實(shí)際運行中不乏因斷路器超行程調整不當,造成斷路器合閘過(guò)程中機械沖擊引起滅弧室破裂、導電桿變形的事故。
二,真空斷路器真空度下降的判斷與確定
真空度降低將嚴重影響真空斷路器開(kāi)斷過(guò)電流的能力,并導致斷路器的使用壽命急劇下降,嚴重時(shí)會(huì )引起開(kāi)關(guān)爆炸。真空滅弧室管內的真空度通常須保持在10—4~10—6Pa,隨著(zhù)真空滅弧室使用時(shí)間的增長(cháng)和開(kāi)斷次數增多,以及受外界因素的影響,其真空度逐步下降,下降到一定程度,將會(huì )影響它的開(kāi)斷能力和耐壓水平。因此,真空斷路器在使用過(guò)程中必須定期檢查滅弧室管內的真空度,在實(shí)際運行中注隨時(shí)對斷路器的動(dòng)作情況進(jìn)行檢查、觀(guān)測。
對玻璃外殼真空滅弧室,巡視檢查時(shí)可以定期目測。正常時(shí)內部的屏蔽罩等部件表面顏色應很明亮,在開(kāi)斷電流時(shí)發(fā)出淺藍色弧光;當真空度下降很?chē)乐貢r(shí),內部顏色就會(huì )變得灰暗,開(kāi)斷電流時(shí)將發(fā)出暗紅色弧光。當運行中出現上述情況時(shí),則可初步判斷真空斷路器滅弧室真空度已下降,應及時(shí)通過(guò)試驗手段加以確定。運行人員巡視時(shí),應注意斷路器真空滅弧室外部是否有放電現象,如存在放電現象,則真空泡的真空度測試結果基本上為不合格,應及時(shí)停電更換。為確保電氣設備的安全性,電力設備必須保證進(jìn)行定期檢修,試驗制。通過(guò)一系列的試驗手段,通過(guò)檢測斷路器的整體工況,可以及時(shí)準確地發(fā)現真空斷路器真空度下降這一隱患。對于真空斷路器的真空度一般可通過(guò)如下試驗進(jìn)行檢測:
1、工頻耐壓試驗:按《電力設備預防性試驗規程》的規定,對于12Kv及以下的真空斷路器應在1~3年左右至少進(jìn)行一次工頻耐壓試驗,其試驗范圍包括斷路器相間、斷路器相對地、斷路器斷口。其中斷路器斷口耐壓試驗一方面可以檢測斷路器動(dòng)靜觸頭開(kāi)距是否合格,另一方面則可在真空儀測試后,判斷真空斷路器真空是否下降的輔助依據。當真空斷路器動(dòng)靜觸頭滿(mǎn)足額定開(kāi)距條件時(shí),如果耐壓很低,達不到規定耐壓標準,就說(shuō)明真空滅弧室真空度已嚴重下降,不能繼續使用。
2、真空度測試儀檢查:利用真空度測試儀測量滅弧室真空度,
確保真空滅弧室的真空度保持在10—4~10-6Pa的范圍內;如果真空度下降超過(guò)上述或產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中規定的數值,進(jìn)一步通過(guò)真空滅弧室開(kāi)斷情況下的斷路器斷口工頻耐壓試驗,進(jìn)行再次確認;
三,真空斷路器檢修維護的重點(diǎn)
真空斷路器在一定程度上廣義地被稱(chēng)為“免維護斷路器”,但實(shí)際上檢查維護是必須開(kāi)展的,“免維護”只應理解為“真空斷路器不需要進(jìn)行周期性解體大修”。真空斷路器在實(shí)際運行中,除定期的預防性試驗外,還必須定期對斷路器整體的各項性能指標進(jìn)行檢測,以判斷其傳動(dòng)系統的狀況,消除影響真空斷路器運行壽命的不利因素。
1、操作機構連桿動(dòng)作行程的檢測;防止動(dòng)作距離過(guò)大對真空滅弧室進(jìn)行劇烈的撞擊;
2、檢測真空斷路器的動(dòng)觸頭行程;
3、檢測斷路器的分、合閘速度;
4、檢測斷路的分、合閘同期;
5、測量真空斷路的分、合閘彈跳值;
6、斷路器真空滅弧室真空度的檢測;
7、斷路器的工頻耐壓試驗。
真空斷路器雖然不必定期進(jìn)行解體大修,但通過(guò)定期對真空斷路器的技術(shù)特性進(jìn)行檢測,可以及時(shí)發(fā)現斷路器存在的隱患,試驗中出現的不合格數據不允許忽視,應認真分析原因,及時(shí)消除斷路器運行的不利因素。列于經(jīng)測試不合格的滅弧室必須及時(shí)更換,確保電力系統及供電的可靠性及安全。