变电站10千伏真空断路器的常见故障分析

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摘要：本文以某县供电局所使用的ZN28-10真空断路器为例，介绍了其工作的原理，并且针对于常见的故障进行了简要的分析，并且探讨了解决的措施，阐述了10kv真空断路器常见的故障和解决的措施。

关键词：变电站；真空断路器；常见故障

中图分类号：F407文献标识码： A

前言

ZN28-10真空断路器使用于以空气为绝缘的户内开关的系统中。只有在正常的使用条件和断路器的技术参数范围，ZN28-10真空断路器就可以满满足电网正常的状态之下的各种操作，包括关合和开断短路电流。真空断路器具有适合频繁操作、防燃、防爆、运行可靠性高等诸多优点，是一种很少需要维护的开关，但是随着时间的不断增长，故障也是不可避免的。本文首先分析了ZN28-10的工作原理，随后阐述了10kv真空断路器常见的故障和解决的措施。

1.真空断路器的主要工作原理

ZN28-10型高压真空断路器作为三相交流50Hz、额定电压为10Kv的工矿企业、发电厂及变电站的控制之用，其原理是利用真空作绝缘和灭弧介质，将断路器的动、静触头安装在真空灭弧室内，在触头断开过程中，通过真空来熄灭电弧。

2.真空断路器分闸失灵

当调度值班员在中控室进行远方电动分闸操作时，断路器不能正确断开。造成这种现象的原因主要有：分闸线圈断线；分闸顶杆变形，分闸时存在卡涩现象；分闸操作回路断线；辅助开关分闸接点接触不良或接点未予切换；调整不当，定位螺钉太低使中间太低等。如果分闸没有产生效果，那么就会扩大事故的发生，运行的人员没有及时的发现分合闸的指示灯没有亮，那么在检查的过程中应该检查分合闸是否断线；检查的人员在对于停电检查的时候应该注意测量的分闸的线圈的电阻，并且检查分闸的顶杆是否出现变形的现象，不然就要进行调整或者更换；检查和修理辅助开关静接点的弹性，并调整接点使其切换灵活；对定位螺钉进行调整，使O4低于O3与固定轴的联线为1-1.5mm；最后还必须进行低电压分合闸试验，以保证断路器的性能可靠。

3.断路器本体故障

10KV真空断路器在运行使用过程中容易发生的本体故障多为真空泡真空度降低。这一故障产生的主要原因在于：真空断路器运行时，绝缘灭弧过程均是在真空泡中执行的，而由于断路器本身并不具监测装置，无法对真空泡内的灭弧工作进行监督，所以导致运行人员无法获得精确的真空度，无从判断机器故障。这样一来，真空断路器内部存在的安全隐患值就会急速上升，危险性大大提高。分析真空断路器运行中真空度降低原因，不难发现断路器真空度之所以会下降是因为：（1）真空泡的材质以及制作工艺存在问题，导致真空泡本身质量缺乏，从而无法实现正常灭弧；（2）真空泡的组装工艺存在问题，组装过程中发生组装不当或调试装配不当，从而导致真空泡运行受影响，外界机械力进一步降低了真空泡的运行性能；（3）断路器中金属部位和玻璃部位的连接处出现漏点，导致真空泡灭弧失败，影响并降低了真空度。

相应的解决措施：在正式使用真空断路器之前，必须先对真空断路器内部真空泡进行检测，测试它的真空度，确保真空度合格之后再投入使用；真空断路器运行中，运行人员以及维修维护人员要对真空泡的金属屏蔽罩进行检查，看其表面颜色是否发生变化，并注意测听真空泡的运行声音，并做好测听记录；如果检查中发现金属屏蔽罩颜色发生了变化，推断出真空度降低了，要及时更换真空泡；新更换的真空泡在组装时必须严格按照要求组装，组装完成后同样要对真空泡的真空度进行检测，同时做好检修记录，便于日后维修参考。

4.分合闸不同期且弹跳数值大

此故障为隐性故障，必须通过开关特性测试仪才能得出有关数据。出现这种故障的原因有：断路器本体的机械性能相对于较差，在经过多次操作之后，由于机械的原因导致不同期，那么弹跳的数值就会相对于较大。如果在不同期的弹跳的树枝较大的时候，就会影响真空断路器的开断电流的能力，影响了断路器的使用时间，从而引起了断路器发生爆炸的现象。定期试验和检修工作时必须使用开关特性测试仪进行开关的特性测试，以便及时发现问题。如出现此故障，应在保证行程、超行程的前提下，进行断路器分合闸测量接触行程，然后分闸调整各级触头的接触行程，使合闸同期性不大于2ms。调整时还要严格控制真空断路器的触头的行程和走向，因为真空断路器触头的走向相对于较短，并且由于开距较大就会对灭弧产生影响，因此，不能随意的添加真空断路器的触头的走向和行程。

5.真空灭弧室的漏气问题

真空断路器运行时，正常情况下，其灭弧室的屏蔽罩颜色应无异常变化，真空度正常。若运行中或合闸之前真空灭弧室出现红色或乳白色辉光，说明真空度下降，影响灭弧性能。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。真空灭弧室、动静触头结构、屏蔽罩的封接、壳体材料、波纹管材质和加工方法等都会影响真空灭弧室的性能。高压真空断路器应用或保护环境的污秽等级、湿度、盐雾等选择不够合适，有害气体、凝露造成波纹管点状腐蚀，可导致波纹管和盖板及封接面的漏气。

真空断路器在进行使用的过程中必须要定期对灭弧室管内的真空度进行检查。目前常用的检查的方法主要包括：（1）对于玻璃外壳真空灭弧室可以进行定期的进行检查，在正常的情况下，内部的屏蔽罩表面的颜色应该很明亮，并且在断开电流的时候会发出浅蓝色的弧光。当真空度下降的时候，内部的颜色就会变浅，变成灰暗的颜色，并且断开电流之后就会发出暗红色弧光。（2）定期进行一次工频耐压的实验。当动静触头保持而定开距的条件之下，如果工频耐受的电压不低于额定的工频耐受的电压，那么就表明内部的真空度满足当前的使用需求。如果在升压过程中，真空灭弧室内部发生持续击穿或辉光放电，则表明真空灭弧室真空度已严重下降，已不能继续使用。

6. ZN28-10型真空断路器控制回路改进

ZN28-10型真空断路器控制回路为有预储能的弹簧操动机构，先利用电机对弹簧机构进行预储能，然后再操作转换开关进行合闸。合闸完毕，电机储能回路重新得电，对弹簧进行储能，为下一次合闸作准备。但此种控制回路存在一定缺陷，即合闸弹簧长期处于储能拉伸状态，易造成弹簧失去作用力，不利于设备使用。为此，对储能回路进行改进，串接一组断路器辅助常闭触点，当断路器合闸后，其辅助常闭触点断开，切断电机储能回路，等到下一次断路器断开再合闸时，才可能对储能回路进行操作，延长了储能弹簧的使用寿命。图1为弹簧储能回路原理图 （图中虚线框内为改进部分）。

（1）储能回路原理。储能回路为交流220V电，当储能开关HK处于“合”的位置时，储能电机通电旋转拉动弹簧储能，当储能到位后触动限位开关CK，断开电机回路，电机停转，然后储能指示灯亮，表示储能完毕，可以进行合闸操作。

（2）储能回路改进。为了保证断路器合闸后，储能回路能可靠断开，储能弹簧不处于储能状态，在图1中储能开关HK前串接一组断路器的常闭辅助触点DL，当断路器合闸后，DL触点断开，切断了储能回路电源，电机无法再对储能弹簧储能，只有当断路器分闸后，DL触点闭合，才可以操作储能开关进行储能，进行下一次合闸。

结束语

综上所述中可以看出，10kv真空断路器在目前我国中已经得到了广泛的应用，有效的保证了配电网内电器设备的运行安全，并且产生了巨大的经济效益。虽然在进行使用的过程中产生了一些故障的问题，但是及时的针对于出现的故障进行解决，确保10kv真空断路器的安全使用。

参考文献

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