10KV真空斷路器運行中漏氣事故分析

1、10KV真空斷路器運行中漏氣事故分析 真空斷路器是近二十年興起的一種新型、高性能的開關電器。目前在10KV及以下電壓等級配電網(wǎng)絡中，真空斷路器已基本取代油斷路器。真空斷路器具有適合頻繁操作、零件數(shù)少、檢修維護工作量小、電壽命長、防燃、防爆、運行可靠性高等優(yōu)點，是一種很少需要維護的開關設備，但在使用過程中也應注意預防故障，一旦發(fā)生故障應及時處理，使它的優(yōu)越性得到充分發(fā)揮。 一、 真空斷路器的概況 真空斷路器之所以得到廣泛應用，是因為具有絕緣強度較高，電壽命與機械壽命較高的特點。真空斷路器品種繁多，型號各異。從功能角度來說，有作為控制和分配電能用兩種：從絕緣角度來說，有空氣絕緣和復合絕緣：從構(gòu)造角

2、度來說，有斷路器和機構(gòu)一體式和分體式：從操動機構(gòu)角度來說，有電磁機構(gòu)和彈簧機構(gòu)。本文以西林縣水利電業(yè)公司35kv江南變電站應用的ZN28-12/630真空斷路器為例，詳細介紹了其工作原理，然后通過分析10KV真空斷路器在實際使用過程中發(fā)生的漏氣故障分析處理，探討了相應的預防及處理措施。 1、真空斷路器的主要部件的工作原理 1.1、真空包內(nèi)的屏敞保護層 在真空泡內(nèi)有一層用紫銅片制成的屏敞層,主要作用是防止觸頭在燃弧過程中生產(chǎn)的大量金屬蒸汽和液滴噴濺,污染絕緣外殼的內(nèi)壁,造成管內(nèi)絕緣強度下降,其次,可以改善管內(nèi)電場分布,也可吸收電弧能量,冷凝電弧生成物,提高真空弧室開斷電流能力。 1.2、真空滅弧

3、室工作原理 真空包內(nèi)的真空滅弧室是利用高真空工作絕緣滅弧介質(zhì),靠密封在真空中的一對觸頭來實現(xiàn)電力電路的通斷功能的一種電真空器件。當其斷開一定數(shù)值的電流時,動靜觸頭在分離的瞬間,電流收縮到觸頭剛分離的一點上,出現(xiàn)電極間電阻劇烈增大和溫度迅速提高,直至發(fā)生電極金屬的蒸發(fā),同時形成極高的電場強度,導致極強烈的發(fā)射和間隙擊穿,產(chǎn)生真空電弧,當工頻電流接近零時,同時也是觸頭開距的增大,真空電弧的等離子體很快向四周擴散,電弧電流過零后,觸頭間隙的介質(zhì)迅速由導電體變?yōu)榻^緣體,于是電流被分斷。由于觸頭的特殊構(gòu)造,燃弧期間觸頭間隙會產(chǎn)適當?shù)目v向磁場,這個磁場可使電弧均勻分布在觸頭表面,維持低的電弧電壓,從而使真

4、空滅弧室具有較高弧后介質(zhì)強度恢復速度,小的電弧能量和小的腐蝕速率。這樣,就提高了真空滅弧室開斷電流的能力和使用壽命。 二、10 KV真空斷路器漏氣故障分析與處理 1、故障基本情況 西林縣水利電業(yè)公司35千伏江南變電站在20*年12月28日對10KV三廠線環(huán)網(wǎng)線路轉(zhuǎn)負荷的過程中，發(fā)現(xiàn)該線路斷路器已斷開、開環(huán)點未合上的情況下，10KV線路側(cè)仍驗有電。后經(jīng)真空技術網(wǎng)真空斷路器欄目(http:/vacuum-circuit-breaker/)的有關專家仔細分析，發(fā)現(xiàn)該斷路器在分閘操作步驟完成后，斷路器未能真正斷開。經(jīng)停10KV母線，拉出斷路器，發(fā)現(xiàn)斷路器C相極柱有過熱現(xiàn)象，現(xiàn)場初步判斷C相真空泡有異常

5、。而導流部位連接螺栓緊固力正常，接觸面光潔，真空泡外導電連接系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)發(fā)熱故障點，真空泡未發(fā)現(xiàn)裂紋與破損。經(jīng)對機構(gòu)開展進一步檢查發(fā)現(xiàn)：機構(gòu)合閘后，因斷路器本體未完全合閘到位(此時開距：12mm)，分閘彈簧未完全泄到位，分閘脫扣器未“咬合”導致無法分閘。對發(fā)熱相極柱環(huán)氧澆鑄筒及陶瓷真空膽開展解體檢查發(fā)現(xiàn)以下情況： 1.1 進一步對真空泡開展真空度試驗，試驗結(jié)果真空度為：1.5410-1 Pa，證實真空泡已漏氣。 1.2 銅屏蔽罩已變色，動、靜觸頭表面發(fā)熱積碳較嚴重，未見燒損或熔焊點，據(jù)此并結(jié)合泡外導電系統(tǒng)的檢查可判定是本極柱發(fā)熱源。 1.3 真空泡導向套已脆化、破碎，導向套與導流部分的接觸部位有

6、明顯的烤焦跡象，破碎斷口為全新斷口，根據(jù)烤焦跡象可初步判定本極柱在最后一次分閘前已存在觸頭不良而發(fā)熱的可能。 1.4 波紋管偏移動觸頭中心，但未發(fā)現(xiàn)明顯破損。 2、故障原因 從解體情況來看，事故的原因為：真空滅弧室漏氣，導致維持觸頭可靠接觸的壓力降低，引起極柱長期發(fā)熱，加速真空泡導向套老化，在分閘操作中真空泡導向套碎裂。在此次故障中，運行人員操作過程中認真負責，防止了帶電誤合接地刀閘、帶電打開開關柜門等事故的發(fā)生。 3、故障處理 根據(jù)故障原因，更換了C相整體滅弧室附件(波紋管、動觸桿、屏蔽罩、動觸頭、靜觸桿)，調(diào)整操作機構(gòu)，并試驗合格后投入運行至今正常。 4、預防及處理措施 在真空斷路器的運行

7、維護中，平時一貫強調(diào)大小修及預防性試驗，雖然工作做了，但在預防性試驗中往往很難發(fā)現(xiàn)類似真空滅弧室的故障形式。因此，在現(xiàn)場運行管理中，應重視運行巡視、操作檢查到位，運行人員借以巡視檢查判斷的有效技術措施應予以進一步完善?？偨Y(jié)典型故障形式，應做好以下工作： 4.1 斷路器分閘操作后，運行人員應認真檢查本體和機構(gòu)分合閘指示器，條件允許時應檢查拐臂、傳動桿的位置，確認斷路器分閘到位。 4.2 斷路器分閘操作后，檢查饋電線路的電流表、功率表、計量表以及相關的電流回路也可作為判斷是否帶電的輔助措施。 4.3 進一步完善開關柜的帶電顯示功能。目前大多數(shù)10KV開關柜均為封閉式開關柜，并帶有完善的五防系統(tǒng)功能

8、和接地刀閘，由于接地刀閘未合閘的情況下，開關柜門是無法打開的，此時無法開展正常驗電。因此，開關柜上的顯示裝置將成為驗電的重要手段，為防止帶電顯示裝置的本身缺陷造成誤判斷，建議在10KV饋線線路側(cè)裝設兩套要求整流回路與顯示回路均獨立的帶電顯示裝置。斷路器分閘操作后，應檢查線路側(cè)帶電顯示裝置是否有帶電顯示。在負荷側(cè)無反供電的情況下，可用于有效判斷是否存在某相滅弧室未分開或真空泡漏氣的情況。 三、結(jié)語 10KV真空開關作為新一代的、先進的開關設備逐步得到廣泛應用。但隨著其應用增多，也不可防止出現(xiàn)了缺陷率和故障率升高的現(xiàn)象。目前真空斷路器的故障多種多樣，除了本文分析漏氣故障以外，在日常使用中還可能會發(fā)生一些新問題，為了使真空