真空斷路器是近二十年興起的一種新型、高性能的開關(guān)電器。目前在10KV及以下電壓等級配電網(wǎng)絡(luò)中，真空斷路器已基本取代油斷路器。真空斷路器具有適合頻繁操作、零件數(shù)少、檢修維護(hù)工作量小、電壽命長、防燃、防爆、運(yùn)行可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是一種很少需要維護(hù)的開關(guān)設(shè)備，但在使用過程中也應(yīng)注意預(yù)防故障，一旦發(fā)生故障應(yīng)及時(shí)處理，使它的優(yōu)越性得到充分發(fā)揮。

一、 真空斷路器的概況

　　真空斷路器之所以得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)榫哂薪^緣強(qiáng)度較高，電壽命與機(jī)械壽命較高的特點(diǎn)。真空斷路器品種繁多，型號各異。從功能角度來說，有作為控制和分配電能用兩種：從絕緣角度來說，有空氣絕緣和復(fù)合絕緣：從結(jié)構(gòu)角度來說，有斷路器和機(jī)構(gòu)一體式和分體式：從操動機(jī)構(gòu)角度來說，有電磁機(jī)構(gòu)和彈簧機(jī)構(gòu)。本文以西林縣水利電業(yè)有限公司35kv江南變電站應(yīng)用的ZN28-12/630真空斷路器為例，詳細(xì)介紹了其工作原理，然后通過分析10KV真空斷路器在實(shí)際使用過程中發(fā)生的漏氣故障分析處理，探討了相應(yīng)的預(yù)防及處理措施。

1、真空斷路器的主要部件的工作原理

　　1.1、真空包內(nèi)的屏敞保護(hù)層

　　在真空泡內(nèi)有一層用紫銅片制成的屏敞層,主要作用是防止觸頭在燃弧過程中生產(chǎn)的大量金屬蒸汽和液滴噴濺,污染絕緣外殼的內(nèi)壁,造成管內(nèi)絕緣強(qiáng)度下降,其次,可以改善管內(nèi)電場分布,也可吸收電弧能量,冷凝電弧生成物,提高真空弧室開斷電流能力。

　　1.2、真空滅弧室工作原理

　　真空包內(nèi)的真空滅弧室是利用高真空工作絕緣滅弧介質(zhì),靠密封在真空中的一對觸頭來實(shí)現(xiàn)電力電路的通斷功能的一種電真空器件。當(dāng)其斷開一定數(shù)值的電流時(shí),動靜觸頭在分離的瞬間,電流收縮到觸頭剛分離的一點(diǎn)上,出現(xiàn)電極間電阻劇烈增大和溫度迅速提高,直至發(fā)生電極金屬的蒸發(fā),同時(shí)形成極高的電場強(qiáng)度,導(dǎo)致極強(qiáng)烈的發(fā)射和間隙擊穿,產(chǎn)生真空電弧,當(dāng)工頻電流接近零時(shí),同時(shí)也是觸頭開距的增大,真空電弧的等離子體很快向四周擴(kuò)散,電弧電流過零后,觸頭間隙的介質(zhì)迅速由導(dǎo)電體變?yōu)榻^緣體,于是電流被分?jǐn)�。由于觸頭的特殊構(gòu)造,燃弧期間觸頭間隙會產(chǎn)適當(dāng)?shù)目v向磁場,這個磁場可使電弧均勻分布在觸頭表面,維持低的電弧電壓,從而使真空滅弧室具有較高弧后介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度,小的電弧能量和小的腐蝕速率。這樣,就提高了真空滅弧室開斷電流的能力和使用壽命。

二、10 KV真空斷路器漏氣故障分析與處理

　　1、故障基本情況

　　西林縣水利電業(yè)有限公司35千伏江南變電站在2010年12月28日對10KV三廠線環(huán)網(wǎng)線路轉(zhuǎn)負(fù)荷的過程中，發(fā)現(xiàn)該線路斷路器已斷開、開環(huán)點(diǎn)未合上的情況下，10KV線路側(cè)仍驗(yàn)有電。后經(jīng)真空技術(shù)網(wǎng)真空斷路器欄目(http://www.mp99x.cn/vacuum-circuit-breaker/)的有關(guān)專家仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)該斷路器在分閘操作步驟完成后，斷路器未能真正斷開。經(jīng)停10KV母線，拉出斷路器，發(fā)現(xiàn)斷路器C相極柱有過熱現(xiàn)象，現(xiàn)場初步判斷C相真空泡有異常。而導(dǎo)流部位連接螺栓緊固力正常，接觸面光潔，真空泡外導(dǎo)電連接系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)發(fā)熱故障點(diǎn)，真空泡未發(fā)現(xiàn)裂紋與破損。經(jīng)對機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)：機(jī)構(gòu)合閘后，因斷路器本體未完全合閘到位(此時(shí)開距：12mm)，分閘彈簧未完全泄到位，分閘脫扣器未“咬合”導(dǎo)致無法分閘。對發(fā)熱相極柱環(huán)氧澆鑄筒及陶瓷真空膽進(jìn)行解體檢查發(fā)現(xiàn)以下情況：

　　1.1 進(jìn)一步對真空泡進(jìn)行真空度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果真空度為：1.54×10^-1 Pa，證實(shí)真空泡已漏氣。

　　1.2 銅屏蔽罩已變色，動、靜觸頭表面發(fā)熱積碳較嚴(yán)重，未見燒損或熔焊點(diǎn)，據(jù)此并結(jié)合泡外導(dǎo)電系統(tǒng)的檢查可判定是本極柱發(fā)熱源。

　　1.3 真空泡導(dǎo)向套已脆化、破碎，導(dǎo)向套與導(dǎo)流部分的接觸部位有明顯的烤焦跡象，破碎斷口為全新斷口，根據(jù)烤焦跡象可初步判定本極柱在最后一次分閘前已存在觸頭不良而發(fā)熱的可能。

　　1.4 波紋管偏移動觸頭中心，但未發(fā)現(xiàn)明顯破損。

　　2、故障原因

　　從解體情況來看，事故的原因?yàn)椋赫婵諟缁∈衣�氣，�?dǎo)致維持觸頭可靠接觸的壓力降低，引起極柱長期發(fā)熱，加速真空泡導(dǎo)向套老化，在分閘操作中真空泡導(dǎo)向套碎裂。在此次故障中，運(yùn)行人員操作過程中認(rèn)真負(fù)責(zé)，避免了帶電誤合接地刀閘、帶電打開開關(guān)柜門等事故的發(fā)生。

　　3、故障處理

　　根據(jù)故障原因，更換了C相整體滅弧室附件(波紋管、動觸桿、屏蔽罩、動觸頭、靜觸桿)，調(diào)整操作機(jī)構(gòu)，并試驗(yàn)合格后投入運(yùn)行至今正常。

　　4、預(yù)防及處理措施

　　在真空斷路器的運(yùn)行維護(hù)中，平時(shí)一貫強(qiáng)調(diào)大小修及預(yù)防性試驗(yàn)，雖然工作做了，但在預(yù)防性試驗(yàn)中往往很難發(fā)現(xiàn)類似真空滅弧室的故障形式。因此，在現(xiàn)場運(yùn)行管理中，應(yīng)重視運(yùn)行巡視、操作檢查到位，運(yùn)行人員借以巡視檢查判斷的有效技術(shù)措施應(yīng)予以進(jìn)一步完善�？偨Y(jié)典型故障形式，應(yīng)做好以下工作：

　　4.1 斷路器分閘操作后，運(yùn)行人員應(yīng)認(rèn)真檢查本體和機(jī)構(gòu)分合閘指示器，條件允許時(shí)應(yīng)檢查拐臂、傳動桿的位置，確認(rèn)斷路器分閘到位。

　　4.2 斷路器分閘操作后，檢查饋電線路的電流表、功率表、計(jì)量表以及相關(guān)的電流回路也可作為判斷是否帶電的輔助措施。

　　4.3 進(jìn)一步完善開關(guān)柜的帶電顯示功能。目前大多數(shù)10KV開關(guān)柜均為封閉式開關(guān)柜，并帶有完善的五防系統(tǒng)功能和接地刀閘，由于接地刀閘未合閘的情況下，開關(guān)柜門是無法打開的，此時(shí)無法進(jìn)行正常驗(yàn)電。因此，開關(guān)柜上的顯示裝置將成為驗(yàn)電的重要手段，為避免帶電顯示裝置的本身缺陷造成誤判斷，建議在10KV饋線線路側(cè)裝設(shè)兩套要求整流回路與顯示回路均獨(dú)立的帶電顯示裝置。斷路器分閘操作后，應(yīng)檢查線路側(cè)帶電顯示裝置是否有帶電顯示。在負(fù)荷側(cè)無反供電的情況下，可用于有效判斷是否存在某相滅弧室未分開或真空泡漏氣的情況。

三、結(jié)語

　　10KV真空開關(guān)作為新一代的、先進(jìn)的開關(guān)設(shè)備逐步得到廣泛應(yīng)用。但隨著其應(yīng)用增多，也不可避免出現(xiàn)了缺陷率和故障率升高的現(xiàn)象。目前真空斷路器的故障多種多樣，除了本文分析漏氣故障以外，在日常使用中還可能會發(fā)生一些新問題，為了使真空斷路器能可靠正常工作，運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行巡視，強(qiáng)化日常的維護(hù)檢測，在操作中注意觀察有無異�，F(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)隱患后及時(shí)消除缺陷，嚴(yán)格執(zhí)行電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程要求，保證檢修到位，確保修試質(zhì)量，提高設(shè)備健康水平，絕不能對運(yùn)行中的真空斷路器掉以輕心，避免事故發(fā)生。