1、.35kV真空斷路器機械特性及故障檢測方法一、概述目前，縣級供電公司的主干網(wǎng)基本上是由35kv線路、35kv斷路器及相關(guān)設(shè)備構(gòu)成，而35kv斷路器是做為35kv線路負荷分配和保護的主要設(shè)備。同時，35kv斷路器也作為110kv/220kv變電站35kv側(cè)及35kv變電站主變高壓側(cè)主要保護設(shè)備，所以35kv斷路器對于縣級供電公司電網(wǎng)運行有著舉足輕重的作用。所以，對于斷路器早期故障的診斷有助于及時排除潛在的隱患，對于提高電網(wǎng)運行的可靠性有著十分重要的意義。二、斷路器機械特性2.1概述真空斷路器的生產(chǎn)廠家比較多，型號也較繁雜。按使用條件分為戶內(nèi)（znx*）和戶外（zwx*）兩種類型。主要由框架部分，

2、滅弧室部分（真空泡），和操動機構(gòu)部分組成。斷路器本體部分由導電回路，絕緣系統(tǒng)，密封件和殼體組成。整體結(jié)構(gòu)為三相共箱式。其中導電回路由進出線導電桿，進出線絕緣支座，導電夾，軟連接與真空滅弧室連接而成。一般說來，真空斷路器必須滿足常規(guī)斷路器的三大部分，即：導電回路及滅弧室、操動機構(gòu)及傳動系統(tǒng)、絕緣，任何一種斷路器都要有這三大部分。2.2機械特性對產(chǎn)品性能的影響衡量真空斷路器的性能，真空滅弧室本身的性能固然重要，然而機械特性同樣具有舉足輕重的作用。下面對各機械特性參數(shù)與產(chǎn)品性能的關(guān)系分述如下：（1）開距觸頭的開距主要取決于真空斷路器的額定電壓和耐壓要求，一般額定電壓低時觸頭開距選得小些。但開距太小會

3、影響分斷能力和耐壓水平。開距大大，雖然可以提高耐壓水平，但會使真空滅弧室的波紋管壽命下降。設(shè)計時一般在滿足運行的耐壓要求下盡量把開距選得小一些。12kv真空斷路器的開距通常在8一12mm之間，40.5kv的則在30一40mm之間。（2）觸頭接觸壓力在無外力作用時，動觸頭在大氣壓作用下，對體腔產(chǎn)生一個閉合力使其與靜觸頭閉合，稱之為自閉力，其大小取決于波紋管的端口直徑（注意自閉力和波紋管的關(guān)系）。滅弧室在工作狀態(tài)時，這個力太小不能保證動靜觸頭間良好的電接觸，必須施加一個外加壓力。這個外加壓力和自閉力之和稱為觸頭的接觸壓力。這個接觸壓力有如下幾個作用：a、保證動、靜觸頭的良好接觸，并使其接觸電阻小于

4、規(guī)定值。b、為滿足額定短路狀態(tài)時的動穩(wěn)定要求，觸頭壓力應(yīng)大于額定短路狀態(tài)時的觸頭間的斥力，以保證在該狀態(tài)下動靜觸頭完全閉合，不受損壞。c、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(zhuǎn)為彈簧的勢能，抑制觸頭的彈跳。d、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，容易拉斷合閘熔焊點（冷焊力），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(shù)，在產(chǎn)品的初始設(shè)計中要經(jīng)過多次驗證、試驗才選取得比較合適。觸頭壓力選得太小時，滿足不了上述各方面的要求；但觸頭壓力太大時，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(shù)上不經(jīng)濟

5、。（3）接觸行程（或稱壓縮行程）目前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（有時稱作合閘彈簧）提供的。所謂接觸行程，就是開關(guān)觸頭碰觸開始，觸頭壓簧施力端繼續(xù)運動至合閘終結(jié)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?qū)佑|頭提供接觸壓力；二是保證在運行磨損后仍然保持一定接觸壓力，使之可靠接觸。一般接觸行程可取開距的20%一30%左右，12kv的真空斷路器約為3一4mm。真空斷路器的實際結(jié)構(gòu)中，觸頭合閘彈簧設(shè)計成即使處于分閘位置，也有相當?shù)念A(yù)壓縮量，有預(yù)壓力。這是為使合閘過程中，當

6、動觸頭尚未碰到靜觸頭而發(fā)生預(yù)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(yù)壓力數(shù)值，防止合閘彈跳，足以抵抗電動斥力，并便接觸初始就有良好狀態(tài)，隨著接觸行程的繼續(xù)運動，觸頭間的接觸壓力逐步增大，接觸行程終結(jié)時，接觸壓力達到設(shè)計值。接觸行程不包括合閘彈簧的預(yù)壓縮量程，它實際上是合閘彈簧的第二次受壓行程。（4）平均合閘速度平均合閘速度主要影響觸頭的電磨蝕。如合閘速度太低，則預(yù)擊穿時間長，電弧存在的時間長，觸頭表面電磨損大，甚至使觸頭熔焊而粘住，降低滅弧室的電壽命。但速度太高，容易產(chǎn)生合閘彈跳，操動機構(gòu)輸出功也要增大，對滅弧室和整機機械沖擊大，影響產(chǎn)品的使用

7、可靠性與機械壽命。平均合閘速度通常取0.6m/s左右為宜。（5）平均分閘速度分閘速度的快慢，主要取決于合閘時動觸頭彈簧和分閘彈簧的貯能大小。為了提高分閘速度，可以增加分閘彈簧的貯能量，也可以增加合閘彈簧的壓縮量，這都必然需要提高操動機構(gòu)的輸出功和整機的機械強度，降低了技術(shù)經(jīng)濟指標。經(jīng)過多年試驗認為，12kv的真空斷路器，平均分閘速度能保證在0.95-1.2m/s比較合適。（6）合閘彈跳時間合閘彈跳時間是斷路器在合閘時，觸頭剛接觸開始計起，隨后產(chǎn)生分離，可能又觸又離，直到其穩(wěn)定接觸之間的時間。（7）合、分閘不同期性合閘的不同期性太大容易引起合閘的彈跳，因為機構(gòu)輸出的運動沖量僅由首合閘相觸頭承受。

8、分閘的不同期性太大可能使后開相管子燃弧時間加長，降低開斷能力。合閘與分閘的不同期性一般是同時存在的，所以調(diào)好了合閘的不同期性，分閘的不同期性也就有了保證。產(chǎn)品中要求合分閘不同期性小于2ms。（8）合、分閘時間分、合閘時間是指從操動線圈的端子得電時刻計起，至三極觸頭全部合上或分離止的一段時間間隔。合、分閘線圈是按短時工作制作設(shè)計的，合閘線圈的通電時間不到100ms，分閘線圈的不到60ms。分、合閘時間一般在斷路器出廠時已調(diào)好，無須再動。三、真空斷路器檢測及故障診斷與檢修方法3.1真空斷路器的定期檢測真空斷路器的超行程與少油斷路器的超行程的概念有所不同，少油斷路器的超行程。為動觸頭插入靜觸頭的深度

9、，而真空斷路器的超行程為分合閘絕緣拉桿一端觸頭彈簧被壓縮的距離，這個距離要保持在要求的X圍內(nèi)，觸頭間就有足夠的壓力.就可以保證觸頭接觸良好。真空斷路器的超行程一般為4ram（+05、一l·不同型號的斷路器有差異），觸頭允許磨損厚度一般為23ram。真空斷路器在分合負載電流或故障電流過程中，觸頭不斷磨損，從而超行程不斷減少因此必須定期對斷路器的超行程進行測量，對不符合要求的要及時調(diào)整，以保證觸頭間有足夠第二壓力以保證其接觸良好。一般真空斷路器每開斷2000次或開斷短路電流兩次及新投入運行3個月.應(yīng)進行一次超行程測量。通過測量試驗和統(tǒng)計對真空泡的運行狀態(tài)作出綜合的判斷。定期檢測滅弧室的真

10、空度。真空斷路器滅弧室的真空度直接影響到斷路器的開斷能力。一般滅弧室真空度應(yīng)每開斷2000次或每年進行一次檢測。檢測方法為在真空斷路器動靜觸頭在正常開距下（13ram），兩觸頭間以不大于12kv/s的速率升加工頻電壓至42kv，穩(wěn)定一分鐘后應(yīng)無異常現(xiàn)象。滅弧室更換條件。對使用壽命己到或有異常現(xiàn)象的滅弧室必須更換，其更換的條件一般是：真空斷路器的觸頭磨損已達到或超出規(guī)定值。滅弧室真空度已達不到標準的要求值。其機械操作壽命已達到規(guī)定值，真空斷路器滅弧室的更換。應(yīng)嚴格執(zhí)行制造廠的具體技術(shù)標準和相關(guān)的技術(shù)要求。測量試驗。對真空泡進行分合閘耐壓試驗以發(fā)現(xiàn)漏氣-測量真空泡合閘接觸電阻，結(jié)合行程、超程等參數(shù)

11、判斷觸頭的損壞情況。極限開斷電流值統(tǒng)計。真空開關(guān)在達到極限開斷電流值時.應(yīng)更換真空泡。極限開斷電流值ie可由廠家給定的額定開斷電流及滿容量開斷次數(shù)計算得出：ie=13極限.i滿容量。統(tǒng)計極限開斷電流值的內(nèi)容有以下兩點：（1）正常的開斷操作：式中nl-正常開斷次數(shù)-it-廠家提供的開關(guān)額定工作電流。（2）短路開斷：式中n2一一短路開斷次數(shù).ik一母線最大開斷電流。3.2斷路器故障診斷的方法真空斷路器因觸頭開距小，操作所需的能量小，沖擊也小，機構(gòu)簡單，這就從原理上保證了其很少發(fā)生故障。從故障發(fā)生率低和檢修這方面看，真空斷路器可以說是一種理想的斷路器。但這并不等于它完全不需要檢修。真空斷路器是否有故

12、障，我們可以根據(jù)其能否準確無誤地合閘并使開關(guān)可靠地保持在合閘位置；準確無誤地分閘并使開關(guān)可靠地保持在分閘位置來判斷。主回路方面的故障，可以從斷路器例行的檢修和維護中發(fā)現(xiàn)并排除，例如真空滅弧室真空度是否下降，用工頻耐壓法可以很容易地辨別。而斷路器若合、分操作不正常，有時則不易找出故障點，特別是一些綜合性故障，辨別判斷較為困難。如果我們搞清了斷路器的結(jié)構(gòu)原理，從個功能模塊入手分析排查，往往能取得事半功倍的效果。斷路器的基本操作過程可以簡單地描述為：儲能合閘準備合閘一合閘保持（鎖扣）、完成合閘動作分閘（脫扣）一，完成分閘動作上述任何一個環(huán)節(jié)出問題，都將影響斷路器合、分操作。因此分析故障點時，首先分清各功能塊，再采取分步排除法，逐個排查。四、綜述35kv真空斷路器已廣泛應(yīng)用在縣級供電公司35kv線路上，并可獨立用于中、小型變電站，可減小占地面積，降低造價，節(jié)省投資，提高供電可靠性。本文介紹了35kv真空斷路器機械特性及故障檢測方法，為35kv真空斷路器狀態(tài)檢修提供了理論依據(jù)和實際檢修檢測方法，具有一定的實際意義。參考文獻1游一民，馬如海，X向軍.中壓電器設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展，2002（5）2陳化鋼，潘金蜜，X躍華.高低壓開