VS1型真空断路器故障处理及对策.doc

VS1型真空断路器故障处理及对策1 引言 1O kV级VS1型真空断路器，具有灭弧能力强、电气寿命长、检修和维护工作量小、运行可靠性高、适合频繁操作的特点，应用在发电厂6 kV 厂用电系统和高压辅机上，优点尤为显著。近几 年，在真空断路器的检修、维护工作中，由于使用 开关特性测试仪、绝缘试验等先进的仪器和方法进行测试，潜伏性机械和绝缘故障通过试验检测手段，可显示故障检测数据来指导检修，使真空断路器安全可靠运行。虽然VS1型真空断路器有许多优点，但由于弹簧操动机构结构比较复杂，特别是零件数量较多，加工要求较高，传动环节错综复杂，易出现故障。 2 典型故障与检修要点 真空断路器的典型故障主要表现在真空泡真空度降低、真空断路器跳闸失灵、断路器拒绝合闸与拒绝储能、分合闸不能同期、合闸弹跳数值大、分合闸时间长以及分合闸速度过高或过低等几个方面。针对上述情况，本文就故障现象、产生的原因及其危害，并结合现场实际提出检修和维护方法以及预防措施。 21 真空泡真空度降低 根据设计要求，VS1型真空断路器的真空度标准应该在13310 13310 Pa之间。 随着运行时间的延长，真空度会逐渐下降，从而影响运行性能，并导致故障的引发。 (1)故障现象 真空度下降，断路器动静触头问击穿电压迅速降低，影响断路器正常工作。 (2)原因分析 真空度降低的主要原因有以下几点：使用材料气密情况不良；金属波纹管密封质量不良，多次操作后出现漏点；在调试过程中，行程超过波纹管的范围，或超程过大，受冲击力太大造成。 (3)故障危害 作为真空断路器心脏的真空泡，如发生漏气或真空度降低使绝缘介质降低，将严重影响真空断路器开断过电流能力，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。 (4)处理方法 对真空泡进行一次工频耐压试验，并与出厂试验(出厂耐压试验值：42 kVmin，交接与大修 试验值：38 kVrain)进行比较。试验时，将断路器处于分闸状态，动静触头保持额定开距(11lram)。如果耐压很低而且经多次放电老炼后，耐压值仍达不到耐压标准，则说明真空度已严重下降，不能使用。如真空泡发生漏气或真空度降低时，只有更换。必须配对更换真空泡漏气或降低的一相；更换时用手摇动真空泡，管内无异常，玻璃或陶瓷外壳完整，无机械损伤，绝缘试验合格。安装完毕后，用特性测试仪做好行程、同期、弹跳及机械等 特性试验。调整触头开距时，应控制波纹管的压缩量，防止波纹管发生塑性变形。 (5)预防措施 如使用玻璃外壳真空泡，用定期目测巡视检查；正常时，内部的屏蔽罩等部件应很明亮。在开断电流时，发生浅蓝色弧光(厂方提供)；当真空度下降很严重时，内部颜色全变为灰暗，开断电流时，将发生暗红色弧光(厂方提供)。可选用真空技术、真空工艺、抗电弧腐蚀性能 高的成熟产品。同时考虑本体与操作机构紧凑一体真空断路器配合。检修人员进行定期检修时，应注意真空泡外面是否有放电现象，如存在放电迹象(由于VS1真空泡采用全绝缘型绝缘筒包箍，检查复杂，需用探视镜检查或需要拆卸绝缘筒等)，则真空泡的真空度测试结果为不合格，应及时更换。真空断路器采用在线监测真空度仪。但是将更换全部真空泡为在线监测真空泡，费用较大。 真空断路器的结构如图1所示。 22 真空断路器跳闸失灵 (1)故障现象 图1 真空断路器结构图 根据故障的不同，存在如下故障现象：电动操作拒跳；手动操作拒跳。 (2)原因分析 原因主要有以下三点：跳闸操作回路开路；跳 闸线圈开路或电阻增加，跳闸力降低；操作电源电压降低或整流桥开路及短路；跳闸扣板与半轴的扣接量过大。 (3)故障危害 断路器的“拒跳”对系统安全运行威胁很大， 一旦某一单元发生故障时，断路器拒动，将会造成越级跳闸，这将扩大事故停电范围。因此，“拒跳”比“拒合”带来的危害性更大。 (4)处理方法 检查跳闸回路是否断线或辅助接点接触情况；测量跳闸线圈直流电阻值在55 n10 标准内，否则更换。测量操作电压在65120 U 范围内；用一O8 一 万用表测量整流桥二极管的导通阻值性(注意交直流侧位置)，不合格则更换整流电路板。调整跳闸脱扣弯板，达到调节跳闸扣板与半轴的扣接量(3 mm左右)；完成后，要进行跳闸线 圈动作电压试验，保证动作值在分闸65 120 【， ，同时施以30 【， 下分闸23次，断路器不得分闸，以保证断路器性能可靠。 (5)预防措施 停电检修时应测量跳闸线圈的电阻，检查跳闸顶杆和缓冲橡皮圈、跳闸扣板与半轴的扣接量；保持扣板与半轴的光洁度。 23 真空断路器拒合闸和拒储能故障 (1)故障现象 常见故障现象有：电动操作拒合闸；合闸后无法实现分闸操作或合闸后出现跳跃现象；手动拒合闸；储能完成后，电机不停转或电机空转，但储能链条不动；储能电源受电后，电机不转或手动储能不动。 (2)原因分析 合闸操作回路开路。合闸电源电压降低或整流桥烧损；合闸线圈损坏或电阻增加，合闸力降低。辅助开关在随断路器合闸后，传动拐臂位置不当，导致辅助开关旋转不到位，致使分闸回路开路或合闸接点接触不可靠。断路器手车位置不到位，致使电气方面：底盘车内(断路器试验位置)、(断路器工作位置)接点不到位，使闭锁电磁铁不得电，合闸联锁板1顶住 合闸弯板；机械方面：使合闸联锁板2扣住合闸弯板，闭锁合闸，如图2所示。常见的还有闭锁电磁铁线圈、整流桥烧损等。储能行程开关损坏，致使合闸弹簧储能完毕后，储能限位还没有得到断开，储能电机继续运转。电机空转、储能链条不动问题就是单向蜗轮轴承损坏原因。断路器合闸状态 手车不到位状态图2 手车不到位致使合闸闭锁 储能整流桥烧损、储能行程开关长期处在被压缩断开状况，在断路器合闸释能后未闭合、储能电机损坏，都是电机不转的常见故障表现；单向蜗轮轴承装反或失去单向功能则是手动不储能的原因。 (3)故障危害 作为备用电源或备用辅机的断路器，将不能联锁，致使母线段失电或机组设备停转，引发事 故。 (4)处理方法 测量与检查合闸回路是否断线或辅助接点情况；测量合闸电源在80 110 U 范围内。用万用表测量整流桥内二极管的导通阻值性(注意交直流侧位置)，不合格则更换整流电路板。测量合闸线圈直流电阻值在52Q10 标准内完成后，否则更换，同时还要进行合闸线圈动作电压试验，动作值在80110 U 可靠动作。检查辅助开关末端丝杆卡簧与导电片和座的完好性；用手转动，应无卡滞、串动现象后，紧固辅助开关固定螺钉；再调整辅助开关传动拐臂在辅助开关上位置，使传动杆垂直位置与拐臂保持一个向右倾斜5。手车摇至(试验或工作)位置后，手柄取出听见“咔哒”一声，孔内帘板复位或位置指示灯亮即可。针对闭锁电磁铁则要在断路器摇至试验位置，再打开前面板处理；通电检查，判断是电气还是机械问题。机械问题则是处理手车位置和底盘车内锁板、舌板和档板的间隙。电气故障则是整 流桥与闭锁线圈(直流电阻值：4 500 Q)、辅助接点问题；不合格则更换线圈、辅助接点与整流电路板。更换储能限位开关或调整储能指示牌位置。更换单向蜗轮轴承。轴承的好坏判断在于：在手动储能时，不能带动储能链条，则说明轴承的轴衬已坏。另外就算手动能储能，但是当手柄取出后，储能链条会慢慢自动倒退，则说明轴承单向功能已经失去。更换整流板，在储能行程开关上并接一付常 闭接点，避免储能电流过大烧毁接点；更换储能电机(电机线圈直流电阻：60 Q)，以上多是解决电机不转的常见故障。手动不储能解决方法是重新拆装单向蜗轮轴承，旋转箭头朝左方向，包括齿轮盘方向。轴承失去单向功能者，立即更换。 (5)预防措施 因为操作电源一送电后，闭锁线圈是常带电的，所以在选用线圈直流电阻上要慎重；以及多考虑储能限位开关、辅助接点的质量问题。平时，巡视人员应注意储能指示灯和储能指示器状态，以判断断路器储能情况。检修工作完毕后，主动地进行静态分合操作，经确保断路器处于良好状态。 24 分合闸不同期故障 (1)故障现象 真空断路器普遍存在着分合闸不同期、触头的弹跳(合闸弹跳则是关键)、分合闸时间长和分合闸速度过高或过低等问题。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 分合闸不同期原因：断路器本体机械性能变化，导致多次操作后，三相开距变化。合闸弹跳产生的主要原因：相关的传动环节间隙、触头中心轴垂直度等因素引发超行程的变化而改变弹跳数值。分合闸时间长原因是触头开距与超行程所致。分合闸速度过高或过低原因：合闸速度变化视储能弹簧松紧程度和接触行程(指触头压力弹簧的压缩量)情况决定；分闸速度涉及分闸弹簧拉力、油缓冲器的油量以及绝缘拉杆内碟簧压缩量行程问题。 (3)故障危害 如果分合闸不同期、弹跳大、分合闸时间长和分合闸速度过高或过低，都会严重影响真空断路器触头、波纹管等器材的寿命，并致使降低开断过电流能力，严重时能造成真空泡外壳破裂，而且在开断故障电流时，故障电流产生的巨大电动力，会造成真空泡横向摆动，导致真空泡损坏，从而引起断路器爆炸事故。 (4)处理方法 分合闸不同期处理方法(标准值：2 ms)：通过断路器测试仪测试结果，调整三相开距(11 mm 1 ram)差值。针对测试中合、分闸开距差异最大的一相，则在保证行程、超行程(35 mm 1ram)的前提下，调整合、分闸开距差异最大的一相，如该相合闸过早或过迟，将该相的开距稍许调大或者调小点，只需调整该相绝缘拉杆上连接杆与传动杆之间距离，获得比较理想的同期参数最佳值。行程、超行程和开距的测量方法如下：在断路器框架或手车底板上选择一个基准点，在断路器分闸时测量绝缘拉杆底部与基准点的距离A，把操作套筒套在主轴上，用手缓慢使断路器合闸，当动、静触头接触瞬间时小于可用万用表或蜂鸣器测量大于测量绝缘拉杆底部与基准点的距离B；继续使断路器合到合闸位置，测量绝缘拉杆底部与基准点的距离C。则BA一开距，CB一超行程，CA一总行程。合闸时弹跳处理方法(标准值：2 ms)：通过断路器测试仪测试结果，调整超行程大小或更换绝缘拉杆，改变触头接触压力(绝缘拉杆内碟簧弹力)可以调整弹跳；如增大超行程，增加触头接触压力，可以减小弹跳。另外方法就是减小合闸速度(见下文合闸速度调整方法)。分合闸时间处理方法(在额定DC 110V电压下分闸时间在2050 ms、合闸时间3570 ms范围内)：通过断路器测试仪测试结果，减小开距能减小合闸时间，反之增加；减小超行程，能减小分闸时间，反之增加。分合闸速度过高或过低处理方法(分闸速度值：0912 ms；合闸速度值：0508 ms；注：6 mm 触头闭合)，以应用英国ROCHESTER公司的“XBT100”型断路器测试仪为例，通过4个主触头和4个电阻式触头获取速度的波形。调整合闸速度的方法是：增加储能弹簧拉力，来增加合闸速度以及减小储能弹簧拉力来减慢合闸速度。调整分闸速度方法是：通过增大分闸弹簧拉力来增加分闸速度，但合闸速度将减慢，反之分闸速度减慢，合闸速度将增加。调整油缓冲器的油量(一般只有更换油缓冲器)，使油量增加，增加阻尼，达到分闸速度减慢；反之增加。调整绝缘拉杆内碟簧压缩量(加垫片或增加超行程)来实现，使之增加碟簧压缩量，达到分闸速度增加；反之相反。 (5)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整体式复合型或全绝缘型真空断路器更佳。定期检修工作时，必须使用特性测试仪和示波器进行有关分合闸同期、 弹跳、分合闸速度和接触电阻等特性测试，及时