1、真空断路器真空泡真空度降低
真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧。由于真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置,所以真空度降低,故障不易被发现,其危险程度远远大于其它显性故障。出现真空度降低的主要原因有:真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题,多次操作后出现漏点;真空泡的材质或制作工艺存在问题,真空泡本身存在微小漏点;分体式真空断路器在操作时,由于操作连杆的距离比较大,直接影响真空断路器的同期、弹跳、超行程等特性,使真空度降低的速度加快。真空度降低将严重影响真空断路器开断电流的能力和使用寿命,在真空度比较低时还会引起真空断路器的爆炸,所以在进行真空断断路器定期检修时,必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试,确保真空泡具有一定的真空度;当真空度降低时,必须更换真空泡,并做好行程、同期、弹跳等特性试验。
2、真空断路器合闸失灵
真空断路器拒绝合闸,有四个方面的原因:线路上有故障;操作不当;操作、合闸电源问题或电气二次回路故障;断路器本体传动机构和操动机构的机械故障。处理断路器拒绝合闸故障,必须善于区分故障范围先判定是否断路器合于预伏故障线路上引起跳闸,可从合闸操作时有无短路电流引起的表计指示冲击摆动及有无照明灯突然变暗,电压表指示突然下降来判断。如判明线路有故障,隔离故障区域后再投断路器。判明是否属于操作不当,应检查有无装合闸保险,控制开关是否复位过快或未到位以及转换开关是否位置正确等。检查操作合闸电源电压是否过高或过低,检查操作合闸保险是否熔断或接触不良,检查控制开关及辅助触头是否接触不良,回路是否断线或接线错误。检查操动机构是否卡死,辅助触头和机构调整是否不当。一般是操作机构连接部件的间隙不合格造成的,需要检查并更换新的高硬度的合格零件。
3、真空断路器分闸失灵
根据故障原因的不同可分为:真空断路器远方遥控操作分闸;但真空断路器不能断开。其原因有:分闸操作回路断线;分闸线圈断线;操作电源电压降低;分闸线圈短路,分闸能力降低;分闸顶杆变形,分闸时存在卡涩现象等。如果分闸失灵发生在事故时,将导致事故的扩大。所以运行人员若发现分合闸指示灯不亮,应及时检查分合闸回路是否断线;检修人员在停电检修时应注意测量分闸线圈的电阻,检查分闸顶杆是否变形;如果分闸顶杆的材质为铜质应更换为钢质;必须进行低电压分合闸试验,以保证真空断路器性能可靠。
4、真空断路器弹簧操作机构合闸储能回路故障
弹簧操作机构合闸储能回路故障的现象有:合闸后无法实现分闸操作;储能电机运转不停止等。其原因主要是行程开关安装位置的偏上或偏下,以及行程开关是否损坏。在合闸储能不到位的情况下,若线路发生事故,而真空断路器拒分闸,将会导致事故越级,扩大事故范围;如储能电机损坏,则真空断路器无法实现分合闸。运行人员在倒闸操作时,应注意观察合闸储能指示灯,以判断合闸储能情况。如出现上述故障时,应调整行程开关的位置,实现电机准确断电或更换已损坏的行程开关。检修人员在检修工作结束后,应就地进行2次分合闸操作,以确定真空断路器在良好状态。
5、真空断路器分合闸不同期,弹跳数值大
此故障为隐性故障,必须通过特性测试仪的测量才能得出有关数据。出现这种故障的原因有:真空断路器本体机械性能较差,多次操作后,由于机械原因导致不同期,弹跳数值偏大;分体式断路器由于操作杆距离较大,分闸力传到触头时,各相之间存在偏差,导致不同期、弹跳数值偏大。如果不同期或弹跳数值偏大,都会严重影响真空断路器开断电流能力,影响真空断路器的使用寿命。由于分体式真空断路器存在诸多故障隐患,在更换真空断路器时应使用一体式真空断路器;定期检修工作时必须使用特性测试仪进行有关特性测试,及时发现问题。通过对真空断路器的常见故障分析及处理经验总结,可以更好的指导动力厂做好真空断路器运行、维护、检修等工作,保证真空断路器的安全、可靠运行。
6、其它故障
断路器机构储能后,储能电机不停,此时应调整行程开关安装位置,使得摇臂在高位置时能将行程开关常闭接点打开;断路器直流电阻增大。此时需要调整灭弧室触头开距和超行程;断路器合闸弹跳时间增大。可以适当增大触头弹簧的初压力或更换触头弹簧;若拐臂、轴销间隙超过0、3mm,可更换拐臂、轴销;调整传动机构,利用机构在合闸位置超过主动臂死点时传动比很少的特点;将机构向靠近死点方向调整,可减小触头合闸弹跳;断路器中间箱CT表面对支架放电;断路器灭弧室不能断开。通常是由于灭弧室真空度下降,灭弧室内绝缘下降,耐压不合格所造成的。
真空的过电压问题在一定程度上影响了其发展速度,因此结合生产实际,研究和探讨过电压产生的原因,并采取一定的防护措施是非常必要的。
1、过电压产生的类型
1.1截流过电压
在开断交流小电流时,由于灭弧室本身的原因,当电流从峰值下降未到达自然零点时,电弧熄灭,电流被突然中断,电感负载上的剩余电磁能量就会产生过电压,我们称之为截流过电压。截流过电压并非真空断路器所独有,其它介质的断路器都有发生,只不过真空断路器更容易发生,尤其是在开断小电感电流时,截流值及其过电流倍数会更高,可能会对系统,尤其是高压电器带来危害。
1.2多次重燃过电压真空断路器在开断较大的感性电流(如启动电流等)时,即使截流过电压不成问题,也常常发生过电压危害,击穿电机匝间绝缘,这主要是由于真空断路器多次重燃产生的过电压引起的,称之为多次重燃过电压。要发生多次重燃过电压必须具备许多条件,因此发生的概率很小,但是一旦发生,其危害却不可低估,因此应采取必要的防范措施。
1.3容载过电压
真空断路器在开断容性负载方面比其它类型的断路器有较好性能,但是在投切电力器组时,由于真空断路器间隙弧后介质恢复强度不够稳定和直流耐压水平降低,可能发生击穿,从而出现过电压。
2、防范措施
真空断路器在使用过程中发生的过电压,给电力设备的绝缘带来危害,因此应根据过电压的类型采取相应的措施,以减少过电压的产生和降低过电压的数值,除真空断路器制造工艺方面的问题外,可以加装保护装置以改变负载参数,从而达到目的。
2.1电容保护在电感负载端上并联,可以有效的降低负载阻抗,从而降低截流过电压的幅值,还能减缓过电压的前沿陡度,这不仅能保护感性负载,免遭截流过电压的损害,还能减轻多次重燃过电压对电动机绝缘的危害。真空断路器与变压器或电动机之间用电缆连接,由于电缆具有较大的分布电容,其作用等同于并联电容,效果很好。
2.2阻容保护把电阻R与电容C串联作为保护元件并联在负载进线端构成RC过电压抑制器。电容器既可以减缓过电压的上升陡度,又可以降低负载的波阻抗,因而降低截流过电压。电阻的作用是:当发生截流时,它的存在增加了高频放电电路的衰减系数,可减少重燃次数和降低多次重燃过电压,甚至可以有效的防止其发生。用RC抑制器来保护电动机等负载,效果可以。
2.3非线性电阻保护
(1)采用普通避雷器与电容器并联,普通避雷器能限制过电压幅值,用电容器来减缓过电压上升陡度。
(2)采用金属氧化物避雷器,它采用ZnO压敏电阻,是无灭弧间隙的避雷器,具有半导体晶体管稳定的特性。在正常工作电压下阻值很大,电流很小,当电压增高至某一值后,阻值下降,呈现稳定特性。应当注意的是,采用金属氧化物避雷器作过电压保护,其型号要与系统电压相符,和电感负载或电容器组容量应匹配恰当。
2.4电感保护在真空断路器与电动机供电电缆之间串联电抗线圈(或饱和电抗器)与电阻并联组成的LR过电压抑制器,从而抑制过电压的上升陡度和峰值。
真空断路器技术标准真空断路器在我国近十年来得到了蓬勃的发展。
产品从过去的ZN1~ZN5几个品种发展到数十多个型号、品种,额定电流达到5000A,开断电流达到50kA的较好水平,并已发展到电压达35kV等级。
80年代以前,真空断路器处于发展的起步阶段,技术上在不断摸索,还不能制定技术标准,直到1985年后才制定相关的产品标准。
特点
①触头开距小,10KV真空断路器的触头开距只有10mm左右,操作机构的操作功就小,机械部分行程小,其机械寿命就长。
②燃弧时间短,且与开关电流大小无关,一般只有半周波。
③熄弧后触头间隙介质恢复速度快,对开断近区故障性能较好。
④由于触头在开断电流时磨损量较小,所以触头的电气寿命长,满容量开断达30-50次,额定电流开断达5000次以上,噪音小适于频繁操作。
⑤体积小、重量轻。
⑥适用于开断容性负荷电流。
由于其优点很多,所以广泛应用于变电站中,目前型号主要有:ZN12-10型、ZN28A-10型、ZN65A-12型、ZN12A-12型、VS1型、ZN30型等。