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10kV真空断路器常见故障浅析 　　引言：真空断路器以其高绝缘、灭弧性能，良好的操作特性以及运行可靠性在10kV及以下的配电网络中得到了广泛的应用。但是随着其应用的增多，故障和缺陷情况也随之凸显出来，本文通过常见的ZN63A（VS1）型户内高压真空断路器为例，详细介绍其工作原理，并对运行过程中的常见故障进行分析，并提出相应的预防及处理措施。 　　一、ZN63A（VS1）型真空断路器工作原理 　　1、灭弧原理：真空断路器利用真空度约为10-4Pa（运行中不低于10-2Pa）的高真空作为内绝缘和灭弧介质。当灭弧室内被抽成10-4Pa的高真空时，其绝缘强度要比绝缘油、一个大气压力下的空气的绝缘强度高很多。断路器配用的真空灭弧室，具有极高的真空度，当动、静触头在操动机构作用下带电分闸时，在触头间就会产生真空电弧。同时由于触头的特殊结构，在触头间隙中产生适当的纵磁场，使真空电弧保持扩散型，并使电弧均匀的分布在触头表面燃烧，并维持低的电弧电压。在电流自然过零时，残留的离子、电子和金属蒸汽在微秒数量级的时间内就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上，灭弧室断口的介质绝缘强度很快被恢复，从而电弧被熄灭，达到分断的目的，由于ZN63A（VS1）型真空断路器采用纵向磁场控制真空电弧，因而具有强而稳定的开断电流能力。 　　2、储能动作原理：储能电机输出扭矩通过单向轴承经链传动，带动挡销运动，推动储能轴旋转，驱动储能轴上的挂簧拐臂转动，从而拉长合闸弹簧，达到储能目的，当合闸弹簧储能完成后，能量由储能保持掣子保持住，于此同时拨板带动储能微动开关动作，切断储能电机的电源，完成储能动作。 　　3、分、合闸动作原理： 　　1）合闸动作：机构储能后，若接到合闸信号，合闸电磁铁的动铁芯将被吸合向前运动，通过合闸轴带动储能保持掣子转动，从而解除了储能保持掣子对储能轴的约束，合闸弹簧的能量释放，使合闸凸轮作顺时针方向转动，通过二级四连杆传动机构及绝缘拉杆带动真空灭弧室的动导电杆向上运动，完成合闸操作。 　　2）分闸动作：合闸动作完成后，一旦接到分闸信号，分闸半轴在脱口力的作用下，做顺时针方向转动，半轴对分闸脱扣部分的约束解除，分闸脱扣部分在断路器的触头压力弹簧和碟簧的作用下，作顺时针方向转动，真空灭弧室的动导电杆在两级四连杆机构及绝缘拉杆的带动下向下运动，从而完成分闸操作。如下机构图1： 　　图1 　　二、故障原因分析及预防处理措施 　　真空断路器的常见故障主要分电气回路故障和机械故障两个方面。主要表现为：真空灭弧室漏气、储能故障及拒分拒合故障等。 　　1、真空灭弧室漏气： 　　1）故障现象与原因 　　真空断路器是以在真空中熄弧为特点，但不是在任何真空度下都可以，而是在某一定真空度范围内才具有良好的绝缘和灭弧性能。真空开关中的内部真空度通常在6.5×10-1.3×10 Pa范围内。真空灭弧室的不同、动静触头结构的不同、屏蔽罩的封接不同、壳体材料的不同、波纹管材质和加工方法的不同等，都会影响真空灭弧室的性能。我国的真空技术已能保证真空开关需要的真空度，而且封接技术可保证不漏气，保持真空度。真空断路器的电寿命由真空灭弧室的电寿命决定。高压真空断路器应用或保管环境的污秽等级、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。 　　随着真空灭弧室使用时间的增长和开断次数增多，其真空度也可逐步下降，下降到一定程度将会影响它的开断能力和耐压水平。真空断路器的触头多为对接式结构，在分合操作中可能产生不同程度的反弹现象不论分闸反弹还是合闸反弹都会给运行带来危害。分合闸时的冲击速度及冲击力较大发生弹跳都可能产生触头和导电杆的变形，甚至产生裂纹，反弹可能导致波纹管经受强迫振动可能产生裂纹，使灭弧室漏气。 　　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。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。 　　2、故障预防 　　真空断路器在使用过程中必须定期检查灭弧室管内的真空度。目前检查方法有： 　　1）对玻璃外壳真空灭弧室可以定期目测巡视检查，正常时内部的屏蔽罩等部件表面颜色应很明亮，在开断电流时发出浅蓝色弧光。当真空度下降很严重时， 内部颜色就会变得灰暗，开断电流时将发出暗红色弧光。 　　2）定期（3年左右）进行一次工频耐压试验（42 KV）。当动静触头保持额定开距条件下，如果工频耐受电压不低于额定工频耐受电压，则表明真空度满足使用要求。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。