长甸发电厂真空断路器的检修调试及应用

长甸发电厂真空断路器的检修调试及应用

王胜磊

（国网东北分部长甸发电厂辽宁省丹东市118000）

摘要：现阶段，我国电力系统迅猛发展起来，真空断路器已经大批量地生产和使用。因此，提高对真空断路器的认识，加强维护保养，使其安全运行，成了一个迫在眉睫的问题，本文分析了真空断路器的原理与维修。

关键词：真空断路器；电弧；检修；调试

引言

现在真空断路器作为一种新型的开关，真空断路器能够保障电网的正常运行，使一些变电站和配电网络的变电运行工作进行得更加顺利。但是真空的断路器通常会出现一些漏气机构卡阻和真空泡慢性的问题，这些问题会影响真空断路器的正常使用。文章对真空断路器的原理与维修进行分析。

1操作机构的结构特点

操作机构有储能、合闸、分闸、合闸保持单元，输出大轴，及控制电器辅助单元。（1）储能单元包括储能电机，齿轮组，储能轴及合闸簧。储能轴一端连接合闸簧，另一端连接凸轮，凸轮与储能轴存在离合关系。电机储能可以电动也可以手动。（2）合闸单元有合闸电磁铁，合闸板，合闸挚子，连扳。（3）分闸单元有分闸电磁铁，分闸板，脱扣挚子，连扳。（4）机构输出大轴包括主轴，输出拐臂，缓冲拐臂，连接分闸簧的拐臂以及固定主轴的轴承，轴承套设在机构侧板上。（5）合闸保持单元包括合闸保持挚子及小扣板，小扣板仅能单向旋转并能复位。合闸保持挚子套设在储能轴上可转动，机构输出大轴上的拐臂有滚子，大轴旋转到合闸位置轴承会顶到小扣板传递力到合闸保持挚子使其靠停靠分闸挚子上。并且该机构合闸、分闸弹簧共轴；合闸、分闸驱动板共轴，合闸、分闸挚子共轴，结构更加简洁。

2真空断路器结构原理

断路器初始为分闸状态时，当断路器接到合闸命令，合闸线圈铁芯吸合并撞击合闸半轴导致保持挚子脱扣，合闸弹簧释能并带动储能轴转动，使主轴逆时针转动，通过四杆传动机构，使分闸弹簧储能，同时绝缘拉杆带动真空灭弧室的动导电杆向上运动，完成合闸;合闸后电机储能回路导通，电机通过传动链条带动储能轴转动并拉动合闸弹簧直至储能完毕;此时如断路器接到分闸命令，分闸线圈通电，铁芯吸合并撞击分闸半轴，分闸挚子动作带动主轴拐臂动作，主轴在断路器触头压力弹簧和分闸弹簧的作用下逆时针方向转动，通过四杆传动机构使真空灭弧室的动导电杆向下运动，完成分闸动作。分闸完成后，分合闸弹簧全部释能，断路器各机械部件恢复初始状态。

3真空断路器本体故障

（1）误动和拒动故障，真空断路器在工作中会出现断相，当真空断路器与高压电动机相接通的时候会发生断相问题导致电动机缺相运行，甚至会产生烧毁的现象。电动机缺相运行的原因可能是因为真空断路器的触头的材质比较软，而且采用的是对接方式，在进行很多次的分合闸操作后触头很可能会变形，使得真空断路器的行程发生改变，对该相接头的对接产生影响。真空断路器的分闸和合闸产生失灵现象可能是因为操动机或者电器方面的故障。（2）绝缘故障，现在真空断路器大都采用的是传统的复合绝缘方式，这种方式主要是把灭弧室保护在环氧树脂套筒里面。但是套筒并不能将高压带电部分进行全方位的包裹，导致这种绝缘方式受环境因素的影响比较大，真空断路器在工作的时候会产生电厂应力和热量，这些都会使绝缘的老化程度加快。

4真空断路器的检修调试

4.1断路器的调试

（1）开距与超行程。断路器的开距与超行程的测量是在分合闸状态测量出的X值之差为断路器的开距，Y值之差为断路器的超行程。调整的方法为放长或缩短绝缘操作杆3或机构与主轴的连杆。（2）分合闸机构调整。1）摇臂与半轴的扣接量为1.5~2.5mm，可以通过调整螺钉来实现。2）传动轴套转动最大角时。3）摇臂与半轴间要有1.5~2mm的间隙。4）以保证传动轴套回落到合闸位置时。

4.2脉冲磁控放电法故障检测

脉冲磁控放电法是定量检测真空度较好的方法，其基本原理：将灭弧室的动触头、静触头拉至额定开距，在触头间施加脉冲高压，使触头之间处于强电场中，同时在触头间施加轴向强磁场。灭弧室内的电子在强电场与强磁场的共同作用下，从触头的一端以螺旋轨迹向另一端运动，并与灭弧室内残余气体分子发生碰撞电离，电离出的离子在强电场的作用下形成离子电流。理论与试验证明，该离子电流与灭弧室内残余气体分子浓度呈正相关性，因此通过测量离子电流可推算灭弧室真空度。但对于直径不同的灭弧室，同等真空度条件下，离子电流大小并不相同。因此，需要通过试验标定出不同型号灭弧室的真空度与离子电流的对应关系曲线。当测得离子电流后，可通过查询相应型号灭弧室的离子电流－真空度曲线得出真空度。脉冲磁控放电法测量范围较宽，重复性好，检测精度可达１０－５Ｐａ。但采用该方法检测真空度时需要将灭弧室从断路器上卸下并放置于电磁线圈内。

4.3真空断路器故障处理

（1）误动、拒动故障的处理。首先要改善控制回路的可靠性。保障接线可靠，不能因为使用一段时间后会出现振动和滑落的现象，要对复制开关的节点做一些防腐处理，并且要对它进行固定，防止会出现窜动现象，对联动机构要进行合理的调整，避免会出现松动。其次，对于真空断路器行程的要求问题，可以通过改变分闸定位件的垫片，使三相的形成能够同步。合闸和分闸控制回路故障的处理应该采取万能表来对二次插头的接通状况和底盘辅助开关进行检查，当确定插头接线已经端来的时候，要采用万能表检查二次接头与辅助的开关内部接线之间的接通是否正常，如果接线联通正常，说明底盘的辅助开关出现了故障，如果没有联通说明二次线出现故障，更换底盘辅助开关即可。（2）绝缘故障处理。绝缘故障处理要定期进行绝缘监测，工作人员在维护、调试和安装过程中严格进行规范的操作，防止出现操作上的失误而导致绝缘体产生破坏，一些维护人员要缩短维护周期，定期检查打扫绝缘拉杆和绝缘开关的位置，减少一些环境因素对设备的干扰。

4.4操作机构的优化

为了提高操作机构的可靠性，通过对机构局部改进就可以有效地增加机构的性能，对合闸保持中的一个环节优化不仅能够保证合闸状态的可靠性又能有利于可靠分闸。该合闸保持环节，输出轴上固定的拐臂停靠在扣板上，在分闸簧力的作用下拐臂顺时针旋转停靠在扣板上并通过扣板将力传递给合闸保持挚子使其被合闸脱口板顶住。各环节处于静止状态也就是合闸状态，为了保证了合闸可靠并能可靠的分闸，进行优化。外力作用下能够使合闸脱扣板轻松顺时针旋转，使合闸保持挚子的顶部脱离，合闸保持挚子在分闸簧力的作用下顺时针旋转完成分闸。外力用来克服合闸脱扣板与合闸保持挚子接触时的摩擦力，该摩擦力的大小决定了外力的大小。因此，摩擦力的大小在摩擦系数不变的情况下取决于力F2，而F2的大小有取决于F1的力矩，分闸簧不变的情况下F1不变，力矩=力F1X力臂L，因此改变力臂L可以改变力矩，从而改变F2作用下的摩擦力大小。力臂L的大小可以通过合闸保持挚子扣板下端的圆弧中心的位置、圆弧半径进行调整。在该操作机构中通过调整计算当L在5mm左右时摩擦力大小适中，合闸保持可靠并且分闸时作用力最优化。

结语

本文对真空断路器操作机构基本原理进行了简要的阐述，为保证性能的可靠性对真空断路器的检修调试进行分析，不足之处望指正批评。

参考文献

[1]唐夫阳.高压断路器弹簧操动机构运动学、动力学研究[D].昆明理工大学，2005.

[2]汪洋.电力系统中高压真空断路器常见故障原因分析及处理[J].内燃机与配件，2017（8）：105-106.

[3]徐国政，等.高压断路器原理和应用[M].北京：清华大学出版社，2006.