10kV真空断路器分合闸不到位的原因分析及防范措施研究 刘志国

发表时间:2018/5/8   来源:《电力设备》2017年第36期   作者:刘志国
[导读] 摘要:在电力系统运行中,如果10kV真空断路器分合闸不到位,影响到设备的正常运行,对于电力系统的安全、稳定运行带来较大影响。
        (国网冀北电力有限公司唐山供电公司  河北唐山  063000)
        摘要:在电力系统运行中,如果10kV真空断路器分合闸不到位,影响到设备的正常运行,对于电力系统的安全、稳定运行带来较大影响。出现这种现象的原因可能是由于断路器自身缺陷导致,也可能是断路器长时间运行零件磨损、老化,未能及时检修维护,埋下故障隐患。故此,深入分析10kV真空断路器分合闸不到位原因,寻求合理措施十分关键,有助于为后续工作开展提供参考。
        关键词:10kV真空断路器;分合闸;原因;防范措施
        随着10kV真空断路器现场使用的增加,事故和事故的数量也在增加,尤其是用于开关电容器组的真空断路器。从事故分析来看,基本上是真空断路器失灵造成的。经不同的角度研究发现,改善真空断路器本身的分合闸性能,可降低重击穿率。通过分析现有“最大允许弹跳时间的要求”的来源,真空断路器合闸弹跳可能会导致触头产生烧损甚至熔焊,而合闸弹跳时间只能在一定程度上反映真空断路器的弹跳状况,并不能确切地反映断路器的性能,而分闸反弹量大可能导致弧后重击穿,目前减小分闸反弹量的有效措施是加装各类缓冲装置。对现场检修人员来说,如何及时准确地发现隐患并防患于未然,才是保证断路器可靠分合闸、安全运行的根本。
        1、10kV真空断路器分合闸不到位的原因分析
        1.1断路器操动机构
        断路器的操动机构故障,主要是由于固定合闸储能弹簧位置的螺杆松动,弹簧位置紧固不充分,使其在能量存储和释放运动过程中同内壁发生不同程度上的摩擦,导致储能弹簧负荷增加,传递压力变得不平衡,加剧部件损坏。断路器本体或者机构箱密封性不好,弹簧老化,机械部件运行阻力增加,导致10kV断路器分合闸不到位故障问题出现。
        1.2断路器本体
        某变电站曾出现过一起因10kV真空断路器本体出现故障导致断路器分合闸不到位的案例。事后通过对断路器进行解体检查,断路器本体动触头上沿轴向存在明显的划痕现象,并且触头表面存在凸起物; A相解体发现,在导向环单向阀位置上覆盖一层铁屑,在金属提升杆分合闸运动中,对导向环产生一定的切削作用,这样可能导致两者之间运行阻滞,断路器无法正常分合到位;断路器绝缘拉杆和两端金属接头连接中,并未采取有效的防脱落措施,所以连接不紧密,导致断路器在分合闸运动中,受到瞬间扭力作用和影响,金属提升杆和绝缘提升杆无法正常运动,螺纹连接松动,严重情况下提升杆和金属接头脱落。
        如果断路器绝缘拉杆和接头松动、脱落,会导致灭弧室的动、静触头发生故障,部件损坏后断路器无法正常分合闸运动,严重情况下可能导致严重安全故障问题出现。总的来说,金属提升杆和导向环之间由于缺乏检修和维护发生摩擦和阻滞,会导致10kV真空断路器分合闸不到位问题出现。
        事故预控措施:
        (1)对该厂家同批次同型号的所有真空断路器立即进行排查,主要进行分闸反弹试验,并更换油缓冲器,排查中发现多台电容器断路器也存在类似的分闸反弹超标问题。(2)例行试验的机械特性测试项目中,对分闸反弹试验需引起足够的重视。对电容器组的断路器来说,真空泡开断容性电流的能力较开断一般线路的感性电流的能力相对较差,容易出现分闸反弹超标引起电弧重燃,因此,对分闸反弹试验需引起足够的重视。
        1.3预击穿的可能性
        预击穿产生的电弧,弧体温度很高,使得灭弧室动静触头表面有融化点,合闸时造成动静触头液面接触,冷却后熔焊在一起。


        1.4合闸涌流的可能性
        电容器组投入时的主要问题是合闸涌流。涌流的频率较高,可达几百到几千赫兹,幅值比电容器正常工作电流大几倍至几十倍,衰减很快且持续时间很短,小于20ms。涌流过大可能造成灭弧室触头熔焊烧损,通常采取串联电抗器的措施来限制合闸涌流,以减少对系统的影响。
        1.5分闸反弹大引起重燃
        此台断路器分闸反弹大,在切除电容器时容易引起重燃,若分闸反弹过大,使得分闸时触头反弹至即将合闸的位置,则会导致熔焊现象,形成一定的熔焊连接力,使得当时的分闸操作无法完全断开。此台断路器的故障油缓冲器经过生产厂家的解剖分析,发现内部的O型密封圈有老化现象,密封性能减弱,引起油缓冲器漏油,导致分闸反弹能量无法得到快速有效吸收,分闸反弹异常增大,引起重燃,导致熔焊现象,以致无法可靠分闸。
        2、10kV真空断路器分合闸不到位的有效防范措施
        对于10kV真空断路器分合闸不到位问题的解决措施,应该针对断路器进行全方位的检查和试验,如果发现其它型号的断路器同样存在此类问题,可以及时有效的予以解决。对于故障较为严重,部件损坏无法正常使用的,应该及时更换断路器,保证电力系统可以安全稳定运行。对于金属提升杆和导向环之间的摩擦和阻滞问题,具体维护措施为以下几个方面:
        (1)在分合闸储能弹簧内壁涂抹润滑油,这样可以有效降低弹簧能量存储和释放过程中的摩擦系数。(2)断路器本体和分合闸储能弹簧进行充分的密封处理,降低机械部件运动中产生的阻力。(3)断路器生产过程中,加强各个环节的质量管理和控制,确保断路器动静触头与轴向轴心线保持一致。同时,在装置安装中尽可能避免将孔开在空心金属提升杆上,避免金属提升杆发生变形、损坏。(4)优化产品设计和选型工作,提升质量管理力度。(5)对生产过程中的各个环节严格管理,优化装配工艺,确保设备质量可以得到严格控制,按部就班的开展生产制造活动。(6)断路器现场调试人员应该不断提升和完善自我,掌握前沿技术和设备操作技术,具备更高的责任心,可以严格遵循工作要求进行检修和调试,尽可能消除断路器故障隐患。同时,定期组织技术培训,能够了解断路器的结构原理,加强质量验收工作,确保产品质量得到充分保证。
        结论
        综上所述,10kV真空断路器分合闸不到位是电力系统中较为常见的故障问题,故障原因较为多样、复杂,可能是由于断路器自身设备缺陷导致,也可能是断路器长时间运行后零件磨损、老化所导致,这就需要加强日常检修和维护工作,严格把控断路器生产环节的质量控制,提升人员责任意识,尽可能消除其中潜在的安全隐患。
        参考文献:
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