真空断路器的运行维护及常见故障分析

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２，４卷　云南水力发电　第３期　Ｙ【ＪＮＮＡＮ　ＷＡ加￡Ｒ　ＰＩＤＷＥＲ　真空断路器的运行维护及常见故障分析　宣磊　，何应春　，李鹏。　（１．昆明供电局，云南昆明６５００１１；２．怒江州电力公司，云南六库６７３４００；３．丽江黑白水电力公司，云南丽江６７４１００）　摘要：真空断路器已广泛应用于我国的中、低压电网。真空断路器较其他断路器有许多优点，但也时有故障发生。本文结合工　作实际，阐述了真空断路器运行维护应注意的问题，分析了真空断路器常见故障并给出了相应的处理方法。　关键词：真空断路器；运行维护；常见故障；故障处理　中图分类号：ＴＭ６４３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６—３９５１（２００８）０３—００９５—０４　真空断路器与以往的少油断路器、磁吹断路器　油，以使操动机构和其他转动部分动作灵活，减少机　等相比，具有开断容量大、灭弧性能好、机械电寿命　械磨损。对于磨损较严重的零部件、变形的零部件，　长、适合频繁操作、运行维护量小、检修周期长、防　要及时更换。所有紧固件均应定期检查，以防止松　燃、防爆、运行可靠性高等优点【１】。目前，真空断路　动，同时要注意开口销、挡卡等有无在震动中断裂、　器已广泛应用于我国的中、低压电网乜】。随着真空　脱落的现象。要经常观察真空灭弧室开断电流时真　断路器的广泛应用，出现故障的情况也时有发生。　空电弧的颜色，如有异常应进行真空度检查。正常　笔者结合工作实际，阐述了真空断路器运行维护应　的真空灭弧室弧光颜色为蓝色，经屏蔽罩反射后，呈　注意的问题，分析了真空断路器常见故障并给出了　黄绿色。若弧光颜色为紫红色，可能是真空灭弧室　相应的处理方法。　失效。检查真空度最常用的方法是耐压法。如果真　１运行维护　空灭弧室能承受额定工频耐受电压１　ｍｉｎ，则认为合　格，否则为不合格。通过观察真空灭弧室开断电流　１．１真空断路器运行过程中的检查和调整　时电弧的颜色来判断真空度并不容易，这里提出来　真空断路器运行过程中的检查和调整，要视使　仅供参考。要经常观察接触行程的变化，若与规定　用场合和操作频繁程度而定。对于那些操作并不频　值（或制造厂家提供的实测值）相差过大，应予以注　繁，每年操作不超过其机械寿命１／５的真空断路器，　意。超行程量的变化反映了真空灭弧室触头的磨损　则在机械寿命期内，每年进行一次常规检查即可。　量，若磨损量超过标准，应更换真空灭弧室（　２８—　如果操作次数较为频繁，在２次检查之间的操作次　１Ｏ触头允许磨损量为３　ｍｍ）。　数不宜超过其机械寿命的１／５。对于操作次数极频　繁或机械寿命、电寿命临近终了时，检查周期应适当　２断路器的功能模块简述　缩短。检查和调整的项目除了真空度、行程、接触行　真空断路器作为开关设备功能，应当具有：①准　程、同期性、分合闸速度外，还应包括操动机构各主　确无误地合闸；②可靠地保持在合闸位置；③准确无　要部分、外部电气和绝缘以及控制电源辅助触点等　误地分闸；④可靠地保持在分闸位置；⑤正确执行操　检查。以上各点也是用户在真空断路器的选型、使　作程序和发出切换信号（包括指示信号、控制信号和　用、运行中应注意了解的主要内容。　连锁信号）ｎＪ。　１．２真空断路器的维护ｂ　在进行真空断路器结构分析时，无论何种结构　真空断路器应经常保持清洁，特别是要及时清　型式的断路器，均可将其操作系统分为控制、动力和　洁绝缘子、绝缘杆及真空灭弧室绝缘外壳上的灰尘。　传动三个部分。　清洁时需要注意的是：不能用水清洗，应用干净的毛　在对一只真空断路器进行结构分析时，按功能　巾或绸布擦拭。如毛巾需要打湿，应使用酒精。真　结构模块可划分为以下几个单元。　空断路器的活动摩擦部位，均应保持有干净的润滑　１）储能机构单元：该单元完成储能—合闸准备。　＊收稿日期：２００８—０２—１９　作者简介：宣磊（１９７９一），男，云南昆明人，助理工程师，主要从事变电站运行工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com 云南水力发电　２００８年第３期　合闸动力有储能弹簧或直流电磁机构。由于弹簧操　动机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断　电流规格的断路器通用同一种操动机构（仅仅是选　用不同的储能弹簧），性能价格比最优。因此，国外　较先进的断路器，几乎全为弹簧操动机构。　图１的流程进行处理。　２）驱动机构单元：功能是合闸一合闸保持（锁　扣）一完成合闸动作一分闸一脱扣一完成分闸动作。　驱动机构单元主要由四连杆或五连杆机构组成。　３）主传动单元：主要包括断路器主传动轴、绝缘　推杆、调节头、连板等。它是操动机构与真空灭弧室　动导电杆之间动力传输的桥梁。　４）辅助单元：诸如分、合闸按钮，分、合状态指　示，辅助开关，端子排及断路器必备的连锁装置等。　图１储不上能故障诊断程序示意图　３断路器故障类型　真空断路器的触头开距小，操作所需能量小，冲　击力小，结构简单，故其很少发生故障。从故障发生　率和检修情况看，真空断路器是一种理想的断路器。　这种断路器的故障发生部位对比见表１。　表１真空断路器的故障发生部位对比表　，％　１）断路器合闸后弹簧不储能。原因有：①电源　未接通，此时应检查电是否进入机构箱。②控制储　能电机的微动开关发生故障。由于断路器型号的不　同，该微动开关安装的位置不同，因而所用的微动开　关型号也不同。例如ｚＮ２８一ｌ２型断路器控制启动　和停止电机使用的是同一微动开关的不同接点；而　ｌ２一ｌ２型断路器控制启动和停止电机使用的是　两个不同的微动开关，并排使用。它们的工作原理　相同，控制电机启动和控制电机停止的均是常闭接　点。弹簧在完成储能后，带动一个与其机械联动的　连板向下压住微动开关，使常闭接点断开，此时，电　真空断路器是否有故障，可以根据其能否准确　无误地合闸、分闸并可靠地保持在合闸、分闸位置来　判断。主回路方面的故障，可以从断路器例行的检　修和维护中发现并排除。例如，真空灭弧室真空度　是否下降，用工频耐压法可以很容易地辨别。断路　器合、分闸操作不正常，有时不易找出故障点，特别　是一些综合性故障的辨别判断较为困难，但只要搞　清了断路器的结构原理，从各功能模块人手分析排　查，往往就能取得事半功倍的效果。　机的电源回路被切断，电机停止工作。在弹簧释放　能量后，与其机械联动的连板向上抬起，使微动开关　接点闭合，接通电机回路使电机工作，给弹簧储能。　如果当连板抬起时微动开关的接点由于卡涩而没有　闭合，则电机不会启动，弹簧不能储能。此时应修理　或更换微动开关。③电机碳刷磨损严重，使电机不　能正常工作，此时应更换电机碳刷。　２）弹簧储能后电机不能停止，直到继电器动作，　显示“电机过流过时”光字牌。出现该故障的原因是　—断路器的操作过程为：储能—合闸准备一合闸　合闸保持（锁扣）—完成合闸动作一分闸—脱扣一　响断路器的合、分闸操作。常见的故障有以下几种：　完成分闸动作。上述任何一个环节出问题，都将影　前面提到的控制储能电机的微动开关发生故障。当　微动开关的常闭接点粘死时，与机械联动的连板向　下压住微动开关后如仍然不能使接点断开，也就无　法使电机停止，便造成了这种情况。此时应更换新　的微动开关，以免再次发生同样故障。　３）弹簧储能后不能保持，释放后随即又储能，如　此反复不止。出现该故障是因为合闸掣子在释放后　未恢复到位，以致断路器合闸后储能完毕不能保持　弹簧在储能位置。此时应调整合闸掣子，使之不但　①储能机构故障；②合不了闸；③分不了闸。　４各种故障分析处理方法　４．１储能机构故障　储能机构是否正常工作取决于储能电动机、驱　动机构、定位件这３个环节。紧紧抓住这３个环节，　很容易找出故障的症结。储能机构故障时，可按如　维普资讯 http://www.cqvip.com 宣磊，何应春，李鹏真空断路器的运行维护及常见故障分析　复位，而且要调整到以后不再出现该故障的位置。　４．２合不了闸　合闸时为了克服卡涩而浪费一部分能量使断路器合　不到位，此时应在各转动部分涂抹润滑油，使各部分　摩擦减小、活动灵活。同时，应在平时检修工作中，　在各转动部分涂抹润滑油，将该故障防患于未然。　这种故障有以下几种情况：　１）断路器空合。表现为在断路器得到合闸命令　后，合闸电磁铁动作，铁心顶杆将合闸掣子顶开，合　闸弹簧释放能量，带动断路器合闸，但断路器到达合　位后，又在分闸弹簧的作用下立即跳开，回到分闸位　置。出现该故障的原因，在于断路器合闸后本应使　其保持在合闸位置的分闸掣子没有掣住，以致断路　器不能保持合闸。这说明分闸掣子由于磨损等原因　已使钩合角度发生变化而钩挂不牢或因吃度不够而　挂不住。遇到该故障时应调整掣子间的钩合角度及　掣子间的吃度；并应注意，在调整后要测量断路器分　闸时的最低分闸电压，使之在标准范围之内。在分　析此类故障时，应从合闸保持（锁扣）入手，然后再分　３）合闸命令发出后无合闸动作。发生这种故障　主要与合闸电磁铁是否吸合、储能是否到位、定位件　动作是否正常有关。出现此类故障可按图３进行查　找、处理。此类故障多为电气回路故障造成。处理　时，首先看其是否显示“控制回路断线”光字牌，如果　是，则必需按照电气回路接线图顺序查至断路器机　构内，找出断线部位。其次是检查机构内的辅助开　关转换情况，测量与断路器当前位置相对应的辅助　开关接点是否接通，如未接通，需调整或更换辅助开　关；最后应测量合闸线圈电阻值，检查合闸线圈是否　断线或匝间短路，如有问题则更换合闸线圈。　析是否与储能部分有关。处理方法按图２进行。　图２空合故障诊断程序示意图　２）断路器未合到位就分闸。表现为断路器得到　合闸命令后，合闸电磁铁动作，铁心顶杆将合闸掣子　顶开，合闸弹簧释放能量，带动断路器合闸，但是断　路器并未到达合闸位置，也就是保持合闸的掣子还　没到达钩合位置，断路器就停止合闸，在分闸弹簧的　图３无合闸动作故障诊断程序示意图　４．３分不了闸　作用下，断路器又回到分闸位置。该故障是由于合　闸能量不足造成的。以ＺＷｌ８—４０．５型断路器为例，　出现故障的具体原因可能是：①合闸弹簧由于长期　断路器分不了闸是很危险的，属于紧急故障。　出现该故障的原因如下：　１）电气方面：①由于熔断器熔断或辅助开关分　闸接点接触不良等原因造成分闸回路不通。②分闸　线圈断线或匝间短路，使分闸铁心无法正常顶开分　闸掣子。　使用造成疲劳因而所释放的能量降低，此时应更换　合闸弹簧；②合闸弹簧所带动的凸轮与主拐臂输出　杆间的间隙过大，使凸轮对输出杆的冲力不够，致使　２）机械方面：①分闸铁心固定螺丝松动脱落或　分闸铁心卡涩，造成分闸铁心无法正常工作；②分闸　弹簧固定板松动脱落；③分闸掣子扣入量过多，顶杆　调整不当。处理时应根据现场情况找出故障原因所　在，进行相应的处理。　断路器拒分时，按图４进行处理。　主拐臂不能带动断路器到达合闸位置。此时应调整　凸轮与输出杆之间的间隙，使之不要过大，但同时要　保证间隙存在，否则凸轮将被输出杆顶死而不能合　闸；③由于输出杆与断路器的导电杆间拐臂较多，并　用轴销连接，长期运行后出现卡涩情况，以致断路器　维普资讯 http://www.cqvip.com ９８　云南水力发电　２ＯＯ８年第３期　５结束语　午甲　晖　人．．　堡里塑　一一　｛；＞　ｌ调整锁扣或分闸电磁铁卜＿——　返回卜＿＿　’　护应该注意的要点和各种常见总结了真故障的空断路器处理方ｉ｝　践表明：器，能使断按照文中总路器处于良结的好的维护要点来维护真兰运行状态；当真空　　，本文根据工作实践出现故障时，按照文中总结的方法能快速的壬　障进行处理。　参考文献：　＜　（上接第８８页）　２）推力轴承受力调整均匀度的差别，造成同台　机组每块推力瓦的磨损不同；　３）推力油槽及供油系统管道可能清扫不彻底，　造成油中杂质嵌入推力瓦表面；　４）由于导叶漏水量大，导致机组停机时限过长　四氟乙烯本身的分子结构是大聚合螺旋直链结构，　分子链之间容易产生滑动，具有自润滑性。在有润　滑的情况下，聚四氟乙烯塑料瓦与巴氏合金瓦的摩　擦系数相差不大，因此，弹性塑料瓦的优点主要体现　在开、停机过程当中（即润滑油膜形成之前、消失之　后）；③承压能力强，无需刮研。一般巴氏合金瓦的　负荷压力不允许超过６　ＭＰａ，而弹性金属氟塑料瓦　在８　ＭＰａ压力下仍可正常运行。聚四氟乙烯具有分　子转移性，在摩擦时其分子表面形成一层润滑膜，当　这个润滑膜破坏时，会自动补充，因此，它不用象巴　氏合金瓦那样需定期刮研，从而大大减轻劳动强度；　④对镜板工作面要求高。弹性金属氟塑料瓦质地　软，因此对镜板要求高，工作面粗糙度Ｒ。不大于０．　４，背面不大于１。６，刚性支承结构的平面度不大于　０。０４　ｌｎｌｎ，液压支承结构的平面度不大于０。０６　ｎⅡｎ。　镜板两面的平行度不大于Ｏ。Ｏ５ⅡⅡｎ，硬度不低于２００　（ＨＢ），硬度差值小于３０；⑤热膨胀系数大、变形较　大。氟塑料的热膨胀系数为（１０。１～１４．５）Ｘ　１Ｏ　／℃，改性的氟塑料瓦的热膨胀系数为（６。５～８。　或频繁误启动、低速运转等。　５对策建议　减轻弹性金属氟塑料瓦磨损应从以下几方面考　虑：　１）处理或更换镜板。使其表面粗糙度和硬度达　到标准要求。新机组制造阶段，监造人员应对镜板　表面粗糙度和硬度进行严格检测。　２）将推力轴承受力调整得更加均匀，减少各推　力瓦之间的受力偏差。　３）机组安装或检修阶段，必须清扫油槽及供油　系统管道。　４）注意日常油质化验，保持油质合格。　５）将导叶尼龙轴套更换为铜基镶嵌润滑体轴　套，改善导叶密封效果，减少漏水量，避免机组误启　动。或考虑修改停机控制流程，制动停机后不撤出　风闸。　５）Ｘ　１０　／℃，比钢大５～１Ｏ倍。因此当温度变化时，　对其影响很大，故应选择合理的尺寸、型线等。　通过检测与分析，安康水电厂水轮发电机组弹　性金属氟塑料瓦非正常磨损原因可归纳为以下几　点：　６）机组停机后适当延长外循环冷却系统的运行　时间，降低油温。　７）加强推力瓦的日常监测。每次检修时对推力　瓦进行抽样检查，进行磨损厚度测试，及时更换磨损　１）镜板未达到ＤＬ／Ｔ　６２２—１９９７《立式水轮发电　机组弹性金属塑料推力轴瓦技术条件》的标准要求，　造成其与推力瓦表面摩擦系数增大；　过快的弹性金属氟塑料瓦，以防止烧瓦事故的发生。