真空断路器的维护、检修及故障分析.doc

评审论文真空断路器的维护、检修及故障处理摘要：本文阐述了真空断路器的维护方法和实现步骤，介绍了ZN3-10型真空断路器的检修规程，拟出了真空断路器的常见故障及其故障的现象、原因、处理方法。关键词：真空断路器 维护检修 故障处理一、概述在电力系统高压设备中，高压断路器是变电所一种主要的电力控制设备。当系统正常运行时，用它接通或切断正常工作负荷电流。当系统故障时，它又可借助断电保护装置和自动装置的配合，能自动迅速、准确地切断故障电流，以防止扩大事故范围。因此，高压断路器本身的可靠性和技术性能非常重要，决定供电系统的安全性。高压断路器的种类繁多，但其主要结构是相似的，它主要包括以下几个部分：导电回路、灭弧室、外壳、绝缘支体、操作机构和传动机构等。按其采用的灭弧介质分为：油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器、空气断路器及磁吹断路器等。其中，高压真空断路器是利用真空灭弧的一种断路器。由于该高压断路器具有开断能力强、性能稳定、动作快、寿命长、质量轻、体积小、维护简单、运行周期长，适于频繁操作的特点，被广泛使用。特别适用于高压电动机的停送电操作。二、真空断路器简史及结构简图1893年，美国的里顿豪斯提出了结构简单的真空灭弧室，1920年瑞典佛加公司第一次制成了真空开关，1961年，美国通用电气公司开始生产高电压、大容量的真空断路器，80年代中期，真空断路器的分断能力已达100千安。图1-1为真空断路器正面结构简图，图1-2为真空断路器侧面结构简图。图1-11.开距调整片 16.连接弹簧或电磁操动机构的大轴图1-22.触头压力弹簧 3.弹簧座 4.接触行程调整螺栓 5.拐臂 6.导向板 7.螺钉 8.导电夹紧固螺栓 9.下支座 10.真空灭弧室 11.真空灭弧室 12.上支座 13.绝缘子固定螺丝 14.绝缘子 15.螺栓三、真空断路器的维护真空断路器一般被称为“免维护断路器”，但是实际上检查维护是必须开展的，“免维护”应该理解为“真空断路器不需要进行周期性解体大修”。真空断路器在实际运行中，除前期的选型、调试、试验和定期的检测外，还必须定期对断路器整体的各项性能指标进行专业的检测。（一）调试、交接试验通过实践的证明，只有严格把好设备的调试及交接试验关，及时发现并处理设备存在的先天缺陷，才能保证设备以良好的状况投入运行，减轻设备运行中的压力，降低设备运行中的故障和事故率。做好真空断路器调试及交接试验工作，及时发现真空断路器本体漏气及附属绝缘件击穿机构（含连杆、分合闸缓冲器等）的异常、机械特性（弹跳、速度、同期等）不合格等情况。如果发现这些情况，必须作出整改处理后才能投入运行，这对确保真空断路器投入运行时的安全相当重要，能减少真空断路器投入运行后的维护量。（二）定期检测 真空断路器本体常见的缺陷主要有：真空泡真空度降低、本体绝缘件绝缘击穿等。在目前还没有完善的在线监测手段的情况下，点检人员定期检查和做耐压试验是检验上述缺陷的主要手段。真空断路器出现问题的时间主要集中在投入运行6个月到2年这段时间内，这时真空断路器的运行状态较不稳定，需要加强真空断路器运行时的检测。所以在新投入运行的真空断路器投入运行后3个月、6个月、1年这三个时间点需要各进行一次预防性试验，然后再按正常的预防性试验周期进行检测，从而达到真空断路器在运行状态不稳定这段时间内加强对其运行检测的目的。通过实践的证明效果很好。（三）专业检测使用专业设备对真空断路器整体的各项性能指标进行检测，我厂一般主要检测真空断路器的主触头接触电阻和机械特性，以确保真空断路器的安全、可靠。虽然真空断路器不必进行解体大修，但是通过定期对各项指标的检测，可以及时发现真空断路器存在的隐患，试验中出现的不合格数据不允许被忽视，应该认真分析原因，及时消除真空断路器运行时的不利因素，延长真空断路器的使用时间。（四）加强运行巡视在需要操作真空断路器时，操作过程中需要注意观察真空断路器有无异常现象，例如分闸操作中，真空断路器断开后，检查分闸指示灯是否点亮，有条件的可以观察主触头弹簧是否处于压缩状态；拉开母线侧隔离开关时，观察有无火花和真空瓶内有无闪光。四、（ZN3-10）真空断路器设备检修 由于真空断路器的型号种类多和使用环境各不相同，所以没有统一的检修规程，在此利用我厂的ZN3-10型真空断路器进行检修规程的举例。（一）检修前准备工作及检修时拆装顺序和安装顺序及方法1.设备检修前准备工作和安全条件（1）仔细检查设备有无电，并用高压验电笔测试；（2）在断路器上部挂隔板，下部挂接地线，并用红布遮拦将周围有电部分遮挡；（3）将需要的检修工具准备备齐；（4）将实验用的设备准备备齐，并检查是否良好；（5）由高压班测试真空灭弧室的真空度、耐压程度，合格后方可检修；（6）检修前穿戴好劳保用品，检查使用的工具是否完好，并按规定在柜前铺上绝缘垫块；（7）检修前调度、现场值班人员联系好，严格执行操作牌制度，切断电源；（8）在进行检修前，柜内所有辅助电源必须断开且没有再送电的危险；（9）弹簧机构断开分合闸电源且合闸弹簧必须释能；（10）严格执行本工种安全规程。2.检修时拆装顺序和方法（以更换真空灭弧室为例）（1）拆下断路器下出线端的联接母线；（2）拆下导电杆的可调螺钉；（3）拆下导电夹及下出线板；（4）拆下可调螺钉与拐臂用轴销；（5）拆下出线板的固定螺栓，取下灭弧室；（6）拆下的部件应按顺序放置。3.检修时安装顺序和方法（1）将真空灭弧室动导电杆插入导向套；（2）将灭弧室的静端四个螺丝拧紧，保持拆下之前的灭弧室之间的相间距离，并保持灭弧室的垂直度，严防歪斜；（3）拧上动端的可调螺钉；（4）将可调螺钉与拐臂用轴销联接起来；（5）装上导电夹及下出线板，动导电杆夹块与软磷铜片导电带的螺栓紧固。紧固螺栓、螺母无乱扣，平垫、弹簧垫应完整无缺，弹簧垫应压平。（二）设备检修工作内容、检修周期及检修工期（检修工期为8h，若进行大修则延长至12h）1.大修内容（1）查灭弧室的真空度，其拆装工艺应符合制造厂的规定；（2）查绝缘子和绝缘部件应无龟裂和放电痕迹；（3）据电阻值判断动、静触头的烧伤程度，不得超过产品性能指标；（4）查测试断路器的开距、行程及超行程，并符合设备的性能指标和规定值；（5）动慢合断路器，检查有无异常现象，并观察辅助开关的配合动作情况，且作适当调整；（6）查断路合闸动作，并作适当调整合闸电磁铁的工作位置；（7）查跳闸电磁铁在铜套中的运动情况，应无卡擦现象，并作脱扣电压在40%60%额定操作电压范围内的脱扣试验；（8）查操作机构的自由脱扣和防跳性能，并做适当调整；（9）查并调整机械和电气联锁装置；（10）检查隔离触头、弹簧、触头应完好，擦净后涂上凡士林油；（11）检查与清扫过电压吸收装置，并作定期试验；（12）做电气绝缘性能试验及测量导电回路接触电阻；（13）做空载操作试验；（14）清扫检查各部件，润滑部位加油，清理现场。2.小修内容（1）检查真空断路器的真空度；（2）真空断路器各部件检查清扫；（3）检查真空断路器控制回路接线是否牢固，并用螺丝刀拧紧；（4）检查测定绝缘电阻值；（5）检查测定真空断路器的行程超标行程、脱扣电压，并达到规定数值，若不合格，要及时调整；（6）进行切合闸试验，合格；（7）检查机构的灵活和可靠性。3.真空断路器检修周期（1）大修周期：每三年一次；（2）小修周期：没一年一次；（3）临时性检修：根据负荷或故障情况检修。（三）真空断路器检修技术质量标准及记录1.检修技术质量标准及记录（1）检修真空断路器和电磁铁芯无生锈、备帽无松动、无乱扣、无强烈残磁；（2）各转动轴动作灵活、无卡涩、销钉齐全，完整无缺并需润滑；（3）接线端子板各接线头无反扣、乱扣、垫圈齐全、无松动、线号标志明显，端子板外罩良好，牢固可靠，二次线绝缘良好；（4）直流接触器动作灵活，无卡涩，消弧罩完整，接点无严重烧伤，接触良好；（5）信号灯具、信号表示准确，接线无松动；（6）熔断器规格正确接触良好；（7）辅助开关动作灵活。2.记录规定（1）严格填写工作票一式三份；（2）无检查项目可填无；（3）记录应一份在变电所，一份在技术组，班组保留一份，以便整理、保存、归档。（四）真空断路器检修工艺及检修中的安全注意事项1.检修工艺技术要求（1）主要导电部件安装正确；（2）测量回路电阻不大于100；（3）母线连接处无发热变色、无氧化膜、无烧伤麻点，应涂导电膏或中性凡士林；（4）紧固母线的螺栓无乱扣，弹簧垫平整齐全，螺栓紧固无松动；（5）导电带无断裂、完整无缺、接触良好无发热变色、螺栓紧固；（6）绝缘部件、灭弧室的玻璃外壳、支柱瓷瓶、绝缘拉杆均无损伤，表面清洁、无尘垢、严重受潮。用2500V摇表测量绝缘电阻良好。2.真空断路器检修中的注意事项（1）检修前穿戴好劳保用品，检查使用的工具是否完好；（2）检修前与调度室、值班运行人员联系好，严格执行操作牌制度、切断电源；（3）检修应严格按规程执行。（五）真空断路器技术参数序号项 目单位型 号ZN310（）/600-10ZN410/1000-17.3ZN2810/1250-201额定电压KV1010102最高工作电压KV11.511.511.53额定电流A600100012504额定频率HZ5050505额定短路开断电流KA1017.3206极限通过电流（峰值）KA2244507额定热稳电流KA1017.3508额定短路开断次数次3030509三相合闸不同步mm11110相间中心距m头开距mm910111311112每相导电回路电阻不大于10020010013机械寿命次5000100001000014超行程mm34344115脱扣电压vh4060%4060%4060%16平均合闸速度m/s0.50.750.550.70.550.1517平均分闸速度m/s0.91.10.91.151.10.15表1-1五、故障处理（一）真空泡真空度降低1.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。2.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。3.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。（二）真空断路器分闸失灵1.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。2.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。3.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。（三）弹簧操作机构合闸储能回路故障1.故障现象 （1）合闸后无法实现分闸操作； （2）储能电机运转不停止，甚至导致电机线圈过热损坏。2.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。3.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。（四）分合闸不同期、弹跳数值大1.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。2.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。3.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。六、真空断路器维护检修及故障处理的重要意义 真空断路器是中心最重要的电气设备之一，对它的维护检修及故障处理的解决有极其