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真空度降低
1.1故障現象
真空斷路器在真空泡內開斷電流并進行滅弧,而真空斷路器本身沒有定性、定量監測真空度特性的裝置,所以真空度降低故障為隱性故障,其危險程度遠遠大于顯性故障。
1.2原因分析
真空度降低的主要原因有以下幾點:
(1)真空泡的材質或制作工藝存在問題,真空泡本身存在微小漏點;
(2)真空泡內波形管的材質或制作工藝存在問題,多次操作后出現漏點;
(3)分體式真空斷路器,如使用電磁式操作機構的真空斷路器,在操作時,由于操作連桿的距離比較大,直接影響開關的同期、彈跳、超行程等特性,使真空度降低的速度加快。
1.3故障危害
真空度降低將嚴重影響真空斷路器開斷過電流的能力,并導致斷路器的使用壽命急劇下降,嚴重時會引起開關。
1.4處理方法
(1)在進行斷路器定期停電檢修時,必須使用真空測試儀對真空泡進行真空度的定性測試,確保真空泡具有一定的真空度;
(2)當真空度降低時,必須更換真空泡,并做好行程、同期、彈跳等特性試驗。
1.5措施
(1)選用真空斷路器時,必須選用信譽良好的所生產的成熟產品;
(2)選用本體與操作機構一體的真空斷路器;
(3)運行人員巡視時,應注意斷路器真空泡外部是否有放電現象,如存在放電現象,則真空泡的真空度測試結果基本上為不合格,應及時停電更換;
(4)檢修人員進行停電檢修工作時,必須進行同期、彈跳、行程、超行程等特性測試,以確保斷路器處于良好的工作狀態。
真空斷路器因其滅弧介質和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質都是高真空而得名;其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優點,在配電網中應用較為普及。真空斷路器是3~10kV,50Hz三相交流系統中的戶內配電裝置,可供工礦企業、發電廠、變電站中作為電器設備的保護和控制之用,特別適用于要求無油化、少檢修及頻繁操作的使用場所,斷路器叢隱可配置在中置柜、雙層柜、固定柜中作為控制和保護高壓電氣設備用。
工作原理:真空斷路器的工作原理是:當動、靜觸頭在操作機構的作用下分閘時,觸頭間產生電弧,觸頭表面在高溫下揮發出蒸汽,由于觸頭設計為特殊形狀,在電流通過時產生一磁場,電弧在此磁場作用下沿觸頭表面切線方向快速運動,在金屬圓筒(屏蔽罩)上凝結了部分金屬蒸汽,電弧在自然過零時就熄滅了,觸頭間的介質強度又迅速恢復起來。
(1)保證動、靜觸頭的良好接觸,并使其接觸電阻少于規定值。
(2)滿足額定短路狀態時的動穩定要求。應使觸頭壓力大于額定短路狀態時的觸頭間的斥力,以保證在該狀態下的完全閉合和不受損壞。
(3)抑制合閘彈跳。使觸頭在閉合碰撞時得以緩沖,把碰撞的動能轉彈性勢能,抑制觸頭的彈跳。
(4)為分閘提供一個加速力。當接觸壓力大時,動觸頭得到較大的分閘力,容易拉斷會鬧熔焊點,提高分閘初始的加速度,減少燃弧時間,提高分斷能力。觸頭接觸壓力是一個很重要的參數,在產品的初始設計中要經過多次驗證、試驗才選取得比較合適。如觸頭壓力選得太小,滿足不了上述各方面的要求;但觸頭壓力太大,一方面需要增大合閘操作功,另外滅弧室和整機的機械強度要求也需要提高,技術上不經濟。
接觸行程
真空斷路器毫無例外地采用對接式接觸方式。動觸頭碰上靜觸頭之后就不能再前進了,觸頭接觸壓力是由每極觸頭壓縮彈簧(有時稱作合閘緩沖彈簧)提供的。所謂接觸行程,就是開關觸頭碰觸開始,觸頭壓簧施力端繼續運動至終結的距離,亦即觸頭彈簧的壓縮距離,故又稱壓縮行程。
接觸行程有兩方面作用,一是令觸頭彈簧受壓而向對接觸頭提供接觸壓力;二是保證在運行磨損后仍然保持一定的接觸壓力,使之可靠接觸。一般接觸行程可取開距的20%~30%左右,10kV的真空斷路器約為3~4mm。
真空斷路器的實際結構中,觸頭合閘彈簧設計成即使處于分閘位置,也有相當的預壓縮量,有預壓力。這是為使合閘過程中,當動觸頭尚未碰到靜觸頭而發生預擊穿時,動觸頭有相當力量抵抗電動力,而不致于向后退縮;當觸頭碰接瞬間,接觸壓力陡然躍增至預壓力數值,防止合閘彈跳,足以抵抗電動斥力,并使接觸初始就有良好狀態;隨著接觸行程的前進,觸頭間的接觸壓力逐步增大,接觸行程終結時,接觸壓力達到設計值。接觸行程不包括合閘彈簧的預壓縮量程,它實際上是合閘彈簧的第二次受壓行程。
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分閘失靈
2.1故障現象
根據故障原因的不同,存在如下故障現象:
(1)斷路器遠方遙控分閘分不下來;
(2)就地手動分閘分不下來;
(3)事故時繼電保護動作,但斷路器分不下來。
2.2原因分析
(1)分閘操作回路斷線;
(2)分閘線圈斷線;
(3)操作電源電壓降低;
(4)分閘線圈電阻增加,分閘力降低;
(5)分閘頂桿變形,分閘時存在卡澀現象,分閘力降低;
(6)分閘頂桿變形嚴重,分閘時卡死。
2.3故障危害
如果分閘失靈發生在事故時,將會導致事故越級,擴大事故范圍。
2.4處理方法
(1)檢查分閘回路是否斷線;
(2)檢查分閘線圈是否斷線;
(3)測量分閘線圈電阻值是否合格;
(4)檢查分閘頂桿是否變形;
(5)檢查操作電壓是否正常;
(6)改銅質分閘頂桿為鋼質,以避免變形。
2.5措施
運行人員若發現分合閘指示燈不亮,應及時檢查分合閘回路是否斷線;檢修人員在停電檢修時應注意測量分閘線圈的電阻,檢查分閘頂桿是否變形;如果分閘頂桿的材質為銅質應更換為鋼質;必須進行低電壓分合閘試驗,以保證斷路器性能可靠。