10kv真空断路器常见故障研究.doc

10kv真空断路器常见故障研究 　　摘 要：文章以我厂使用的ABB VD4真空断路器为例，介绍了其工作原理，并对常见的故障现象与原因进行了分析，探讨了相应的预防及处理措施，最后提出了减少10kv真空断路器故障的几点建议。 关键词：真空断路器；常见故障；断路器维护 前言 VD4真空断路器适用在以空气为绝缘的户内式开关系统中。只要在正常的使用条件及断路器的技术参数范围内，VD4真空断路器就可以满足电网在正常或事故状态下的各种操作，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设备，但随着使用时间的增长，故障的出现是不可避免的。 1 真空断路器的主要工作原理 1.1 真空包内的屏敞保护层 在真空包内有一层用紫铜片制成的屏敞层，主要作用是防止触头在燃弧过程中生产的大量金属蒸汽和液滴喷溅，污染绝缘外壳的内壁，造成管内绝缘强度下降，其次，可以改善管内电场分布，也可吸收电弧能量，冷凝电弧生成物，提高真空弧室开断电流能力。 1.2 真空灭弧室工作原理 真空包内的真空灭弧室是利用高真空工作绝缘灭弧介质，靠密封在真空中的一对触头来实现电力电路的通断功能的一种电真空器件。当其断开一定数值的电流时，动静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的一点上，出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致极强烈的发射和间隙击穿，产生真空电弧，当工频电流接近零时，同时也是触头开距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体，于是电流被分断。 由于灭弧室的静态压力极低，约10-2～10-6pa，所以只需很小的触头间隙就可达到很高的电介质强度。分闸过程中的高温产生了金属蒸气离子和电子组成的电弧等离子体，使电流将持续一段很短的时间。由于触头上形螺旋槽，电流曲折路径效应形成的磁场作用在电弧上，使电弧以每秒10～100米的速度在触头表面旋转运行，直到电弧熄灭。这样即使在切断很大的电流时，也可避免触头表面的局部过热与不均匀的灼烧。电弧在电流自然过零时熄灭，残留的离子、电子和金属蒸气只需在毫秒级时间内即可复合或凝聚在触头表面屏蔽罩上，因此，灭弧室断口的电介质强度恢复极快。对真空灭弧来说，由于触头间隙小，金属蒸气产生的电弧等离子体导电率高，电弧电压极低。加外，燃弧时间短，伴生的电弧能量极小，综上各点都有利于触头寿命的增加，也有利于真空灭弧室性能的提高。[1] 2 真空断路器的常见故障 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的漏气、绝缘故障、拒动和误动等。 2.1 真空灭弧室的漏气问题 2.1.1 故障现象与原因 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（一端带电压）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。 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，反弹导致波纹管经受强迫振动可能产生裂纹，使灭弧室漏气。 2.1.2 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。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。 2.1.3 故障处理 保证高压真空断路器超行程、触头行程在规定范围，合理的选择使用和储存环境，是解决真空灭弧室漏气问题的重要措施。 当发生断路器真空度降低时，