煉鋼廠kV真空斷路器拒動、誤動的優(yōu)化分析

張偉

摘 要：為了使真空斷路器可靠正常工作，本文通過對煉鋼廠10kV真空斷路器常見故障的分析與處理，總結(jié)出真空斷路器拒動、誤動的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：真空斷路器；真空滅弧室；操動機構(gòu)；控制回路

0 引言

煉鋼廠自2008年建廠以來，10kV系統(tǒng)高壓柜全部采用VA型戶內(nèi)防爆式真空斷路器。真空斷路器因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名，其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧速度快的優(yōu)點，在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為普及。

近年來，真空開關(guān)發(fā)現(xiàn)缺陷和發(fā)生事故的次數(shù)有所增多，比例雖低但問題較突出，真空斷路器的拒動和誤動故障基本上是由真空滅弧室、操動機構(gòu)和控制回路所引起的，其故障預(yù)防和優(yōu)化分析從以下3個方面展開：

1 真空滅弧室引起拒動、誤動的故障分析及優(yōu)化方案

真空滅弧室是VA型真空斷路器的關(guān)鍵部件，它是采用玻璃或陶瓷作支撐及密封，內(nèi)部有動、靜觸頭和屏蔽罩，室內(nèi)真空為10-3～10-6Pa的負(fù)壓，保證其開斷時的滅弧性能和絕緣水平?，F(xiàn)重點分析引起滅弧室拒動誤動主要有兩個主要原因：真空度和動靜觸頭。

1.絕緣子 2.上出線端 3.下出線端 4.軟聯(lián)接 5.導(dǎo)電夾 6.萬向桿 7.軸銷 8.杠桿 9.主軸 10.絕緣拉桿 11.操動機構(gòu) 12.滅弧室 13.觸頭彈簧

1.1 真空度

高壓真空斷路器應(yīng)用或保管環(huán)境的污染等級、濕度、鹽霧等選擇不夠恰當(dāng)，有害氣體、水漬造成波紋管點狀的腐蝕，可導(dǎo)致波紋管和蓋板及封接面的漏氣。隨著真空滅弧室使用時間的增長和開斷次數(shù)增多，其真空度也會逐步下降，從而影響它的開斷能力和耐壓水平。

真空斷路器在使用過程中必須定期檢查真空滅弧室的真空度，特別對玻璃外殼真空滅弧室，可以對其內(nèi)部部件表面顏色和開斷電流時弧光的顏色進(jìn)行目測判斷。當(dāng)內(nèi)部部件表面顏色變暗或開斷電流時弧光為暗紅色時，可以初步判斷真空已嚴(yán)重下降。這時，應(yīng)馬上通知檢測人員進(jìn)行停電檢測。如果在試驗升壓過程中，真空滅弧室內(nèi)部發(fā)生持續(xù)擊穿或輝光放電，則確定真空滅弧室真空度已嚴(yán)重下降，不能繼續(xù)使用。條件允許的情況下，每3年左右進(jìn)行一次工頻耐壓試驗。

1.2 觸頭

煉鋼廠所采用的VA型12k高壓真空斷路器，其真空滅弧室的觸頭行程為11±1mm左右，超程為3±0.5mm。應(yīng)該嚴(yán)格控制觸頭的行程和超程，必須按說明書要求進(jìn)行調(diào)整。在爐役檢修后一定要進(jìn)行測試，并與出廠記錄進(jìn)行比較。不能誤以為開距大對滅弧有利，而隨意增加真空斷路器的觸頭行程。過多地增大觸頭的行程，會使得斷路器合閘后在波紋管產(chǎn)生過大的應(yīng)力，從而引起波紋管的損壞，破壞斷路器的密封，使真空度下降。

真空滅弧室的觸頭接觸面在經(jīng)過多次開斷電流后會逐漸磨損，觸頭行程增大，波紋管的工作行程增大，其壽命會迅速下降，通常允許觸頭磨損最大值為3mm左右。當(dāng)累計磨損值大于等于此值時，真空滅弧室的開斷性能和導(dǎo)電性能都會下降。保證高壓真空斷路器真空度不漏氣、觸頭定期保養(yǎng)檢查是解決真空滅弧室拒動、誤動的重要措施。

2 操動機構(gòu)引起拒動、誤動的故障分析及優(yōu)化方案

VA型真空斷路器的操動機構(gòu)為彈簧機構(gòu)，操動機構(gòu)與操作桿相連和真空斷路器的主體分立。操動機構(gòu)的機械故障主要原因為：潤滑系統(tǒng)差，動作環(huán)節(jié)較多，工作狀態(tài)非連續(xù)性。煉鋼廠針對這些操動機構(gòu)的故障，采取以下優(yōu)化方案：

2.1 防止松動和蹩勁

機構(gòu)在操作過程中會發(fā)生沖擊和振動，在所有緊固處設(shè)有防松措施，受力較大的活銷，不可單用開銷定位，防止由于操作時各連板上的作用力不平衡，造成活銷蹩勁，而崩斷開口銷。

2.2 防止銹蝕和臟污

銹蝕和臟污會明顯降低機構(gòu)操作可靠性，使操作系統(tǒng)的機械特性劣化，造成分、合閘拒動事故。滑動軸承即使采用了滾柱和滾子軸承，銹蝕和臟污也會使它的摩擦系數(shù)增大到0.1，從而引起肘節(jié)和脫扣機構(gòu)工作的不穩(wěn)定。在日常生產(chǎn)中保持機構(gòu)所處環(huán)境條件的清潔度，經(jīng)常注意潤滑，定期去除旋轉(zhuǎn)、滑動機構(gòu)上的臟污取得了良好的效果。

2.3 防止受潮和進(jìn)水

進(jìn)水會使機構(gòu)的絕緣件受潮，加速金屬零件的銹蝕。將機構(gòu)外部縫隙進(jìn)行添堵，盡力減少機構(gòu)進(jìn)水的可能性。

3 控制回路引起拒動、誤動的故障分析及優(yōu)化方案

煉鋼廠VA型高壓真空斷路器在運行中發(fā)生的事故也有很大一部分由控制回路引起的。如：未接到指令自動斷開、電氣元件局部損壞、線圈燒毀、輔助開關(guān)不切斷、接到指令不動作等，集中表現(xiàn)為拒動和誤動。常見的控回斷線故障現(xiàn)象及處理方法可總結(jié)如下：

（1）直流電源空開跳閘：首先測量其直流電壓是否正常，有無短路現(xiàn)象。需要注意的是真空斷路器機構(gòu)內(nèi)分、合閘線圈前串有整流模塊，這些模塊短路會造成直流電源空開合不上或熔絲熔斷。

（2）儲能電機燒壞：高壓柜面板上儲能指示燈熄滅，彈簧操動機構(gòu)儲能電機燒壞。

（3）航空插件小線針頭凹陷：有可能為運行人員操作時用力不均引起，需調(diào)整復(fù)位。

（4）開關(guān)拒絕合上：檢查合閘回路，先判定是否故障線路上引起跳閘，測量合閘操作時由短路電流引起的表計指示沖擊擺動，同時指示燈突然變暗，電壓表指示突然下降來判斷。若確定線路故障，應(yīng)隔離故障區(qū)域后再投斷路器。檢查操作合閘電源電壓是否過高或過低，檢查操作合閘保險是否熔斷或接觸不良，

（5）開關(guān)拒絕分開：測量分閘回路是否帶電，與合閘回路檢查方法一樣，再逐一排查故障部位。

（6）輔助接點排查：檢查斷路器、彈簧儲能、氣壓閉鎖輔助觸頭是否接觸不良，回路是否斷線或接線錯誤。

4 結(jié)語

本文總結(jié)了真空斷路器引起拒動、誤動故障的優(yōu)化策略，雖然存在一定的局限性，但緊緊抓住以真空滅弧室、操動機構(gòu)和控制回路這3個方向為主干，實踐證明對有條不紊開展現(xiàn)場檢修、消除設(shè)備缺陷、保證供電可靠性，提高設(shè)備健康水平是大有益處的。

參考文獻(xiàn)

[1]王顯平.電力系統(tǒng)故障分析[M].中國電力出版社，2008.

[2]王泰杰，李濤，廖鄉(xiāng)萍.真空斷路器高溫運行故障原因分析及解決方案[J].電力機車與城軌車輛，2012，35（1）：59-61.

（作者單位：河鋼集團(tuán)邯鋼公司邯寶煉鋼廠）