真空断路器的常见故障及处理方法.doc

行业资料：_真空断路器的常见故障及处理方法单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 12 页真空断路器的常见故障及处理方法故障现象：真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧，而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置，所以真空度降低故障为隐性故障，其危险程度远远大于显性故障。原因分析：真空度降低的主要原因有以下几点：(1)真空泡的材质或制作工艺存在问题，真空泡本身存在微小漏点；(2)真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题，多次操作后出现漏点；(3)分体式真空断路器，如使用电磁式操作机构的真空断路器，在操作时，由于操作连杆的距离比较大，直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快。故障危害：真空度降低将严重影响真空断路器开断过电流的能力，并导致断路器的使用寿命急剧下降，严重时会引起开关爆炸。处理方法：(1)在进行断路器定期停电检修时，必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试，确保真空泡具有一定的真空度；(2)当真空度降低时，必须更换真空泡，并做好行程、同期、弹跳等特性试验。预防措施：(1)选用真空断路器时，必须选用信誉良好的厂家所生产的成熟产品；(2)选用本体与操作机构一体的真空断路器；(3)运行人员巡视时，应注意断路器真空泡外部是否有放电现象，如存在放电现象，则真空泡的真空度测试结果基本上为不合格，应及时停电更换；(4)检修人员进行停电检修工作时，必须进行同期、弹跳、行程、超行程等特性测试，以确保断路器处于良好的工作状态。2、真空断路器分闸失灵故障现象：根据故障原因的不同，存在如下故障现象：(1)断路器远方遥控分闸分不下来；(2)就地手动分闸分不下来；(3)事故时继电保护动作，但断路器分不下来。原因分析：(1)分闸操作回路断线；(2)分闸线圈断线；(3)操作电源电压降低；(4)分闸线圈电阻增加，分闸力降低；(5)分闸顶杆变形，分闸时存在卡涩现象，分闸力降低；(6)分闸顶杆变形严重，分闸时卡死。故障危害：如果分闸失灵发生在事故时，将会导致事故越级，扩大事故范围。处理方法：(1)检查分闸回路是否断线；(2)检查分闸线圈是否断线；(3)测量分闸线圈电阻值是否合格；(4)检查分闸顶杆是否变形；(5)检查操作电压是否正常；(6)改铜质分闸顶杆为钢质，以避免变形。预防措施：运行人员若发现分合闸指示灯不亮，应及时检查分合闸回路是否断线；检修人员在停电检修时应注意测量分闸线圈的电阻，检查分闸顶杆是否变形；如果分闸顶杆的材质为铜质应更换为钢质；必须进行低电压分合闸试验，以保证断路器性能可靠。原因分析：(1)行程开关安装位置偏下，致使合闸弹簧尚未储能完毕，行程开关触点已经转换完毕，切断了电机电源，弹簧所储能量不够分闸操作；(2)行程开关安装位置偏上，致使合闸弹簧储能完毕后，行程开关触点还没有得到转换，储能电机仍处于工作状态；(3)行程开关损坏，储能电机不能停止运转。故障危害：在合闸储能不到位的情况下，若线路发生事故，而断路器拒分闸，将会导致事故越级，扩大事故范围；如储能电机损坏，则真空开关无法实现分合闸。处理方法：(1)调整行程开关位置，实现电机准确断电；(2)如行程开关损坏，应及时更换。预防措施：运行人员在倒闸操作时，应注意观察合闸储能指示灯，以判断合闸储能情况；检修人员在检修工作结束后，应就地进行2次分合闸操作，以确定断路器处于良好状态。4、分合闸不同期、弹跳数值大故障现象：此故障为隐性故障，必须通过特性测试仪的测量才能得出有关数据。原因分析：(1)断路器本体机械性能较差，多次操作后，由于机械原因导致不同期、弹跳数值偏大；(2)分体式断路器由于操作杆距离较大，分闸力传到触头时，各相之间存在偏差，导致不同期、弹跳数值偏大。故障危害：如果不同期或弹跳大，都会严重影响真空断路器开断过电流的能力，影响断路器的寿命，严重时能引起断路器爆炸。由于此故障为隐性故障，所以危险程度更大。处理方法：(1)在保证行程、超行程的前提下，通过调整三相绝缘拉杆的长度使同期、弹跳测试数据在合格范围内；(2)如果通过调整无法实现，则必须更换数据不合格相的真空泡，并重新调整到数据合格。预防措施：由于分体式真空断路器存在诸多故障隐患，在更换断路器时应使用一体式真空断路器；定期检修工作时必须使用特性测试仪进行有关特性测试，及时发现问题解决问题。5、结束语真空断路器已经得到广泛的使用，但是一直没有相应的检修工艺标准，而各厂家的真空断路器在机构上也不尽相同，而且，真空断路器的故障，如真空度降低、分合闸不同期、弹跳大等多为隐性故障，所以，进行检修工作时必须使用有关的科学仪器进行测试、测量，用实际数据来说明问题，也用实际数据来证明和解决问题。另外，有关部门应尽快制定出统一规范的真空断路器检修工艺标准来指导真空断路器的检修、维护工作。随着真空断路器的广泛应用，不少10kV少油断路器已更换为真空断路器。由于生产厂家不同，一部分真空断路器性能较好，检修、维护工作量小，供电可靠性高；也有一部分真空断路器性能很差，特别是断路器的特性方面，存在的问题比较多；还有一些真空断路器缺陷极其严重，容易造成事故越级，导致大面积停电。由于这几年在真空断路器的检修、维护工作中，使用真空测试仪、特性测试仪等先进的科学仪器进行测试，使藏而不露的问题以科学数据的形式显现出来。在处理这些问题的过程中，也积累了一些经验，做到了综合性检修，防患于未然，保证了真空断路器的安全可靠运行。第 6 页 共 12 页真空断路器的故障分析及设备管理近几年来，随着电网的不断建设发展，各类用户对电压质量和供电可靠性提出了更高的要求。真空断路器由于灭弧能力强、电气寿命长、现场维护方便、技术含量高等优点，在电力系统35kV及以下电压等级中被广泛应用。尽管真空断路器已经普及应用，对某些问题仍需慎重对待、正确处理，方可保证电力系统的安全稳定运行。及时发现查找出真空断路器的故障点，采取积极的防范措施，对提高电网供电的可靠性是很有帮助的。现结合始兴供电局最近发现的一起真空断路器故障作简要分析。1故障的发现xx年4月8日9时10分，始兴供电局一座110kV综自化变电站在交接班例行巡视设备时，发现35kV321真空断路器发出断断续续的“吱吱”异常声响，经过进一步观察，确认是C相发出该响声。值班人员用红外线测温仪检查C相电气连接点、TA及断路器本体，温度约16.5左右，均为环境温度，外观检查该断路器没发现其他异常。后将321真空断路器从电网中解列退出运行，同时通知工程技术人员到现场进行查测，以保证最短时间内处理故障，恢复正常供电方式。2故障的分析2.1外观检查和真空度试验该真空断路器型号为ZW7-40.5，内置LZZBJ4-35电流互感器，xx年6月投入运行。我们首先对该真空断路器进行了绝缘电阻、真空度、接触电阻的测试，结果表明，真空断路器的真空灭弧室、下端绝缘套管、内置电流互感器绝缘电阻良好，而且真空度、接触电阻也合格。从红外线测温仪检测的结果可以看出，一次电气连接点接触良好，没有发热现象。我们继续对断路器的绝缘拉杆、水平拉杆、箱体进行检查，没有发现断裂、锈蚀、放电、断销、异物或者零部件脱落的情况，固定连接部分元件没有松动，绝缘亦无破损、污损，密封胶圈未老化，电流互感器铁芯的硅钢片螺丝也上得很紧。真空断路器发出断断续续的“吱吱”异常声响是否是电流互感器二次回路开路，或者连接线松动所致？对该断路器进行多次手动分合闸操作试验，自由脱扣试验，电动分合闸操作试验，断路器没发现异常，该断路器的弹簧储能操作机构和机械传动系统应该不存在问题。2.2加压试验为了确切找出真空断路器C相发出异常响声的具体位置，遵循不扩大设备的损伤范围、不加剧设备破坏程度的原则，在该断路器分闸的情况下进行单相分段施加额定电压22.5kV试验，没有发现异常响声。为了更真实反映故障，尽快找出发出异常响声的具体位置，对断路器进行空载送电（即只合上母线侧隔离开关和断路器），约4min后C相终于出现了断断续续的“吱吱”放电声，具体发出声音的部位在下端绝缘套管和电流互感器之间，箱体内的电流互感器响声尤为明显，而且随着时间的推移放电声越来越大，好像感觉随时都有发生击穿的可能。真空度测试毕竟不能代替工频耐压试验。真空度测试由于受测试范围限制，必须配合工频耐压试验才能对真空灭弧室作出准确的诊断。特别是对于真空泡完全泄漏的情况，试验值会与真空度良好时的数值接近，容易引起错误判断。于是决定对该断路器在开断状态下进行按规程的预防性工频耐压试验。首先，下端绝缘套管接地，只给上端的真空灭弧室施加电压。电压升至95kV1min后，没发现异常。其次，给下端绝缘套管（已包括电流互感器）施加电压。当电压升至58kV时，突然发出异常的噼啪响声，高压试验仪器跳闸。用兆欧表测试，上端真空灭弧室绝缘电阻为2500M，下端绝缘套管绝缘电阻为0M，显然被击穿了。其中下端绝缘套管包括电流互感器、绝缘拉杆、套管和电流互感器之间充填的绝缘硅脂，但是外观检查下端绝缘套管各个部位均没发现任何放电和击穿的痕迹。由于电流互感器是内置，不方便解列，故先解开绝缘拉杆逐步测试。下端绝缘套管绝缘电阻为2500M，绝缘拉杆绝缘电阻为0M，看来故障点终于找出来了，问题出在绝缘拉杆上。把绝缘拉杆完全卸下，才发现绝缘拉杆下端的防护罩里面有一层碳化的粉末物。2.3故障处理更换绝缘拉杆后，再次对该真空断路器的C相下端绝缘套管进行工频耐压试验，未发现异常，也排除了由于电流互感器、绝缘硅脂局部绝缘薄弱而导致放电的原因。同时对断路器的机械特性、断口绝缘水平、直流接触电阻进行了试验，均满足要求。由于放电痕迹发生在绝缘拉杆下端的防护罩里面，从外观根本无法检查出。而且绝缘拉杆下端的防护罩贴近箱体的不锈钢外壳，放电发出的立体响声从听觉上容易误认为是电流互感器所致。这就要求我们在查找故障点时，要充分利用试验仪器，逐步分解查找的原因。3.1绝缘拉杆的性能分析在断路器合闸时发出放电声，而在分闸时，给下端绝缘套管加至单相额定电压，没发出异常响声，是因为环氧树脂浇注的绝缘拉杆机械强度不足。绝缘拉杆是断路器传递动力和绝缘的元件，是联系断路器本体和机构部分的纽带。一般情况下，绝缘拉杆材料采用环氧树脂浇注，虽然环氧树脂具有高绝缘性能，其冲击电压为50kV/mm，工频耐压为30kV/mm，但是由于拉杆机械强度不够，浇注的绝缘环氧树脂拉杆在工作时受力为瞬时突加载荷，合闸时绝缘拉杆受到各种应力，而分闸时又释放，由于机械强度不足导致漏电距离发生微小变化，使电性能达不到要求。当绝缘拉杆、支撑杆受到拉力、压力、弯曲力，会造成绝缘拉杆断裂、弯曲、爆裂等质量事故。绝缘拉杆机械强度不足主要是因为材料选用或配方不合理，固化不好、配料操作时计量不准或固化时间太短、固化温度过低，浇注时产生气泡、裂缝、缺陷等，造成绝缘拉杆内部结构不合理。3.2重视设备的维护与管理当断路器发生了故障，一般会认为是设备制造质量差、档次低，于是往往会在加强设备指标水平上下功夫。其实设备的绝缘水平等指标不可能也不应盲目地加强，对故障要具体分析，检查所发生的缺陷是否具有普遍性。我们应该正确合理检测断路器，判断断路器在绝缘、导电、机械操作以及开断性能方面的安全可靠性，并在长期运行中经得起时间的考验。真空断路器的管理维护工作亟待加强。许多制造厂家都言称自己生产的真空断路器是免维护的，或者不检修周期长，电寿命长，机械寿命达10000次，加之一些用户单位长期以来侧重和习惯于检修而疏于设备管理，因此很容易导致用户单位放松对真空断路器的管理与维护。事实上，所有断路器不存在免维护，只是维护方式的转变。由以往的定期维护转变为状态维护，由大换大拆式的粗放维护转变为精细维护，其前提条件都是做好对断路器的运行管理。当断路器达到一定的操作和动作次数后，必然引起传动机构的疲劳、变形、断裂等问题。一些真空断路器未能及时得到维护，故障就会在运行过程中暴露出来，酿成险情。4结束语任何一种新产品、新技术的开发应用都不是万无一失的，必然存在一定的不足之处，都有一个逐步完善的过程。目前真空断路器的在线监测仍无成熟的技术手段，许多科研单位对真空断路器的在线监测仍处于研制开发阶段，制造厂家必须认真贯彻执行全面质量管理体系，提高工艺水平