真空斷路器運行與維護

9/26/20231主要內(nèi)容：

1.真空斷路器運行與維護的一般要求

2.運行維護應(yīng)注意的問題

3.斷路器的運行、監(jiān)視、維護和操作

4.斷路器的技術(shù)監(jiān)督

5.斷路器的不正常運行和事故處理9/26/20232

引言：我國從20世紀(jì)80年代以來，已經(jīng)先后研制生產(chǎn)了一批批性能較為穩(wěn)定的12kV真空斷路器，并以國家標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品大批量的投入電力系統(tǒng)及冶金鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)實際運行中。目前，在12kV及以下電壓等級配網(wǎng)中大力推進設(shè)備無油化的進程中，真空斷路器已完全取代少油斷路器，成為配網(wǎng)的主要設(shè)備。真空斷路器是由絕緣強度很高的真空作為滅弧介質(zhì)的斷路器，其觸頭是在密封的真空腔內(nèi)分、合主電路，觸頭切斷電流時，僅有金屬蒸汽離子形成的電弧，因為金屬蒸汽離子的擴散及再復(fù)合過程非常迅速，從而能快速滅弧，恢復(fù)真空度，經(jīng)受多次分、合閘而不降低開斷能力。由于真空斷路器本身具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、壽命長、維護量小和適于頻繁操作等特點，所以（真空斷路器功能是在電力系統(tǒng)正常運行和故障情況下開斷、閉合各種電流。）可作為輸配電系統(tǒng)配電斷路器、廠用電斷路器、電爐變壓器和高壓電動機頻繁操作斷路器，還可用來切合電容器組。本次交流以12kV真空斷路器為主要內(nèi)容來介紹真空斷路器運行與維護。9/26/20233真空斷路器三大品牌ABB公司生產(chǎn)

VD4-12SIEMENS公司生產(chǎn)

3AH3116，3AH5116GE公司生產(chǎn)VB2-129/26/202341、真空斷路器運行與維護的一般要求：1.1斷路器結(jié)線板的連接處或靜觸頭應(yīng)貼試溫蠟片。1.2新斷路器必須采用機構(gòu)與斷路器本體整體式產(chǎn)品，機構(gòu)宜選用彈簧式操作機構(gòu)且機構(gòu)應(yīng)配計數(shù)器，計數(shù)器在設(shè)備運行狀態(tài)下應(yīng)易于監(jiān)測。1.3

開關(guān)柜（包括手車柜）應(yīng)配位置合適、尺寸足夠的觀測孔，以便運行檢修人員在設(shè)備運行情況下觀察刀閘（或手車）導(dǎo)電觸頭的插入情況以及使用紅外儀器測試觸頭及斷路器本體的溫度情況。1.4開關(guān)柜（包括手車柜）應(yīng)在柜內(nèi)配置照明燈，并使運行人員能夠在設(shè)備運行情況下開關(guān)照明燈及更換燈泡。1.5開關(guān)柜中的絕緣件，如絕緣子、套管、隔離和觸頭罩等，嚴(yán)禁采用酚醛樹脂、聚氯乙烯及聚碳酸酯等有機材料，應(yīng)采用阻燃性絕緣材料，如環(huán)氧樹脂等，選用新型絕緣材料時，需經(jīng)過嚴(yán)格試驗，并由制造廠提供不少于1年的試運行報告。9/26/20235

1.6全空氣絕緣真空開關(guān)柜帶電部位對地及相間距離不小于125mm，復(fù)合絕緣中空氣間隙不小于30mm，開關(guān)柜中瓷質(zhì)絕緣子爬電比距不小于1.8mm/kV，有機絕緣子爬電比距不小于2.0mm/kV，開關(guān)柜及母線應(yīng)優(yōu)先選用瓷質(zhì)絕緣子或瓷質(zhì)套管。1.7通過型式試驗的真空開關(guān)組裝開關(guān)柜后，必須整體進行包括開斷、動穩(wěn)定在內(nèi)的全部型式試驗。1.8用于投切電動機負(fù)荷的開關(guān)必須有開斷感性電流的試驗報告。1.9真空開關(guān)用于投切電容器組時必須進行投切試驗。1.10主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、額定短路開斷電流、額定熱穩(wěn)定持續(xù)時間、基準(zhǔn)絕緣水平、機械壽命10000次。最佳運行狀態(tài)：一般在斷路器40-60%額定電流下運行為最佳。9/26/20236

1.11要建立與實際相符的斷路器技術(shù)檔案：

1）

設(shè)備卡片；

2）

制造廠出廠調(diào)試記錄（試驗報告）；

3）

投運前的交接試驗記錄包括：斷口耐壓；超行程；導(dǎo)電回路電阻；“B值”（指斷路器在合閘位置時動觸桿底面與開關(guān)底部法蘭底面的距離，亦即測行程時斷路器在合閘狀態(tài)下測取的尺寸）；二次回路的絕緣電阻；斷路器故障開斷記錄；預(yù)防性試驗記錄；

9/26/20237

2、運行維護應(yīng)注意的問題2.1真空滅弧室的真空真空滅弧室是真空斷路器的關(guān)鍵部件，它是采用玻璃或陶瓷作支撐及密封，內(nèi)部有動、靜觸頭和屏蔽罩，室內(nèi)真空為10-3～10-6Pa的負(fù)壓，保證其開斷時的滅弧性能和絕緣水平。隨著真空滅弧室使用時間的增長和開斷次數(shù)的增多，以及受外界因素的作用，其真空度逐步下降，下降到一定程度將會影響它的開斷能力和耐壓水平。因此，真空斷路器在使用過程中必須定期檢查滅弧室的真空。主要應(yīng)做到如下兩點：1）定期測試真空滅弧室的真空度，進行工頻耐壓試驗(對地及相間42kV，斷口48kV)。2）點檢員應(yīng)對真空斷路器定期巡視。特別對玻璃外殼真空滅弧室，可以對其內(nèi)部部件表面顏色和開斷電流時弧光的顏色進行目測判斷。當(dāng)內(nèi)部部件表面顏色變暗或開斷電流時弧光為暗紅色時，可以初步判斷真空已嚴(yán)重下降。這時，應(yīng)馬上通知檢修人員進行停電檢測。9/26/20238

2.2防止過電壓真空斷路器具有良好的開斷性能，有時在切除電感電路并在電流過零前使電弧熄滅而產(chǎn)生截流過電壓，這點必須引起注意。對于油浸變壓器不僅耐受沖擊電壓值較高，而且雜散電容大，不需要專門加裝保護;而對于耐受沖擊電壓值不高的干式變壓器或頻繁操作的滯后的電爐變壓器，就應(yīng)采取安裝金屬氧化物避雷器或裝設(shè)電容等措施來防止過電壓。2.3嚴(yán)格控制觸頭行程和超程

12kV真空滅弧室的觸頭行程為11±1mm左右，超程為3±0.5mm。應(yīng)嚴(yán)格控制觸頭的行程和超程，按照產(chǎn)品安裝說明書要求進行調(diào)整。在大修后一定要進行測試，并且與出廠記錄進行比較。不能誤以為開距大對滅弧有利，而隨意增加真空斷路器的觸頭行程。因為過多地增加觸頭的行程，會使得斷路器合閘后在波紋管產(chǎn)生過大的應(yīng)力，引起波紋管損壞，破壞斷路器密封，使真空度降低。9/26/20239

2.4嚴(yán)格控制分、合閘速度真空斷路器的合閘速度過低時，會由于預(yù)擊穿時間加長，而增大觸頭的磨損量。又由于真空斷路器機械強度不高，耐振性差，如果斷路器合閘速度過高會造成較大的振動，還會對波紋管產(chǎn)生較大沖擊力，降低波紋管壽命。通常真空斷路器的合閘速度為0.6±0.2m/s，分閘速度為1.6±0.3m/s左右。對一定結(jié)構(gòu)的真空斷路器有著最佳分合閘速度，可以按照產(chǎn)品說明書要求進行調(diào)節(jié)。2.5觸頭磨損值的監(jiān)控真空滅弧室的觸頭接觸面在經(jīng)過多次開斷電流后會逐漸磨損，觸頭行程增大，也就相當(dāng)波紋管的工作行程增大，因而波紋管的壽命會迅速下降，通常允許觸頭磨損最大值為3mm左右。當(dāng)累計磨損值達(dá)到或超過此值，真空滅弧室的開斷性能和導(dǎo)電性能都會下降，真空滅弧室的使用壽命即已到期。9/26/202310

為了能夠準(zhǔn)確地控制每個真空滅弧室觸頭的磨損值，必須從滅弧室開始安裝使用時起，每次預(yù)防性試驗或維護時，就準(zhǔn)確地測量開距和超程并進行比較，當(dāng)觸頭磨損后累計減小值就是觸頭累計磨損值。當(dāng)然，當(dāng)觸頭磨損使動、靜觸頭接觸不良時，通過回路電阻的測試也可以發(fā)現(xiàn)問題。真空斷路器的“老練”施加在真空斷路器動、靜觸頭間加一個電壓（高電壓小電流或低電壓大電流）反復(fù)試驗幾次，使其觸頭上的毛刺燒光，觸頭表面更為光滑。2.6做好極限開斷電流值的統(tǒng)計。在日常運行中，應(yīng)對真空斷路器的正常開斷操作和短路開斷情況進行記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)極限開斷電流值ΣI達(dá)到廠家給出的極限值時，應(yīng)更換真空滅弧室。2.7真空斷路器本身的防跳回路應(yīng)與保護裝置的防跳回路只能選擇一個運行，一般選擇使用保護裝置的防跳回路。9/26/202311

3、斷路器的運行、監(jiān)視、維護和操作3.1斷路器的投運3.1.1新裝或大修后的斷路器，投運前必須驗收合格才能施加運行電壓。3.1.2新裝斷路器的驗收項目按《電氣裝置安裝工程及施工驗收規(guī)范》及有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。大修后的驗收項目按大修報告執(zhí)行。3.2斷路器正常運行的巡視檢查3.2.1投入電網(wǎng)和處于備用狀態(tài)的高壓斷路器必須定期進行巡視檢查，有人值班的變電所站、主電室和發(fā)電廠由值班人員負(fù)責(zé)巡視檢查。無人值班的變電所站、主電室由點檢人員按點檢計劃負(fù)責(zé)巡視檢查。3.2.2巡視檢查的周期：有人值班的變電所站、主電室和發(fā)電廠每天當(dāng)班巡視不少于一次，無人值班的變電所站、主電室由具體情況確定，通常每周不少于2次。9/26/2023123.2.3真空斷路器的巡視檢查項目：1）分、合位置指示正確，并與當(dāng)時實際運行工況相符;2）支持絕緣子無裂痕及放電異聲;3）真空滅弧室無異常;4）接地完好;5）引線接觸部分無過熱，引線弛度適中。3.2.4彈簧機構(gòu)的檢查項目：1）機構(gòu)箱門平整、開啟靈活、關(guān)閉緊密;2）斷路器在運行狀態(tài)，儲能電動機的電源開關(guān)應(yīng)在閉合位置;3）檢查儲能電動機、行程開關(guān)接點無卡住和變形，分、合閘線圈無冒煙異味;4）斷路器在分閘備用狀態(tài)時，分閘連桿應(yīng)復(fù)歸，分閘所扣到位，合閘彈簧應(yīng)儲能;5）防凝露加熱器良好。6）記錄巡視檢查結(jié)果：在運行點檢上記錄檢查時間、點檢員姓名和設(shè)備狀況。設(shè)備缺陷尚需按缺陷管理制度的分類登入缺陷記錄簿，無人值班變電所則登錄在巡視記錄簿內(nèi)。9/26/202313

3.2.5斷路器的特殊巡視1）新投運斷路器的巡視檢查，周期應(yīng)相對縮短。投運72h以后轉(zhuǎn)入正常巡視。2）夜間閉燈巡視，有人值班的變電所站、主電室和發(fā)電廠每周一次，無人值班的變電所一個月一次。3）氣象突變，增加巡視次數(shù)。4）雷雨季節(jié)雷擊后應(yīng)進行巡視檢查。5）高溫季節(jié)高峰負(fù)荷期間應(yīng)加強巡視。3.2.6斷路器的正常維護1）斷路器正常運行維護項目：

a.不帶電部分的定期清掃;

b.配合其它設(shè)備的停電機會，進行傳動部位檢查，清掃瓷瓶積存的污垢及處理缺陷;

c.按設(shè)備使用說明書規(guī)定對機構(gòu)添加潤滑油;2）執(zhí)行了斷路器正常維護工作后應(yīng)載入記錄簿待查。9/26/202314

3.2.7斷路器的操作1）斷路器操作的一般要求如下：a.斷路器經(jīng)檢修恢復(fù)運行，操作前應(yīng)檢查檢修中為保證人身安全所設(shè)置的措施(如接地線、接地刀等)是否全部拆除，防誤閉鎖裝置是否正常;b.長期停運的斷路器在正式執(zhí)行操作前應(yīng)通過遠(yuǎn)方控制方式進行試操作2～3次，無異常后方能按操作票擬定的方式操作;c.操作前應(yīng)檢查控制回路、輔助回路、控制電源(氣源)或液壓回路均正常、儲能機構(gòu)已儲能，即具備運行操作條件;d.操作中應(yīng)同時監(jiān)視有關(guān)電壓、電流、功率等表計的指示及紅綠燈的變化，操作把手不宜返回太快。2）正常運行的斷路器操作時注意檢查下列項目：a.SF6斷路器氣體壓力和空氣斷路器儲氣罐壓力在規(guī)定的范圍內(nèi)。9/26/202315

3）操作斷路器時操動機構(gòu)應(yīng)滿足：

a.電磁機構(gòu)在合閘操作過程中，合閘線圈端子電壓、合閘接觸器線圈電壓均在合格范圍;

b.操動機構(gòu)箱門關(guān)好，柵欄門關(guān)好并上鎖，脫扣部件均在復(fù)歸位置;

c.彈簧機構(gòu)合閘操作后應(yīng)自動再次儲能。4）運行中斷路器幾種異常操作的規(guī)定：

a.電磁機構(gòu)嚴(yán)禁用手力杠桿或千斤頂?shù)霓k法帶電進行合閘操作;

b.無自由脫扣的機構(gòu)嚴(yán)禁就地操作;

c.以硅整流作合閘電源的電磁操動機構(gòu)，如合閘電源不符合部頒《關(guān)于變電所操作能源的暫行規(guī)定》的要求，不允許就地操作;

d.液壓(氣壓)操動機構(gòu)，如因壓力異常導(dǎo)致斷路器分、合閘閉鎖時，不準(zhǔn)擅自解除閉鎖進行操作。9/26/202316

5）斷路器故障狀態(tài)下的操作規(guī)定：

a.斷路器運行中，由于某種原因造成空氣和SF6斷路器氣體壓力異常(如突然降至零等)，嚴(yán)禁對斷路器進行停、送電操作，應(yīng)立即斷開故障斷路器的控制電源，及時采取措施，斷開上一級斷路器，將故障斷路器退出運行;

b.斷路器的實際短路開斷容量接近于運行地點的短路容量時，在短路故障開斷后禁止強送，并應(yīng)停用自動重合閘;

c.分相操作的斷路器操作時，發(fā)生非全相合閘，應(yīng)立即將已合上相拉開，重新操作合閘一次，如仍不正常，則應(yīng)拉開合上相并切斷該斷路器的控制電源，查明原因;分相操作的斷路器操作時發(fā)生非全相分閘時，應(yīng)立即切斷控制電源，手動操作將拒動相分閘，查明原因。9/26/202317

4、斷路器的技術(shù)監(jiān)督

4.1斷路器的運行監(jiān)督

4.1.1每年對斷路器安裝地點的母線短路容量與斷路器銘牌作一次校核。

4.1.2每臺斷路器的年動作次數(shù)應(yīng)作出統(tǒng)計，正常操作次數(shù)和短路故障開斷次數(shù)應(yīng)分別統(tǒng)計。

4.1.3定期對斷路器作運行分析并作好記錄備查，不斷累積運行經(jīng)驗，運行分析的內(nèi)容包括：

a.設(shè)備運行異?，F(xiàn)象及缺陷產(chǎn)生的原因和發(fā)展規(guī)律，總結(jié)發(fā)現(xiàn)、判斷和處理缺陷的經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上作事故預(yù)想。

b.發(fā)生事故和障礙后，對故障原因和處理對策進行分析，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。

c.根據(jù)設(shè)備及環(huán)境狀況作出事故搶修預(yù)案。

4.1.4發(fā)電廠每年要檢查斷路器反事故措施執(zhí)行情況，并補充新的反事故措施內(nèi)容。9/26/202318

4.2斷路器的絕緣監(jiān)督

4.2.1斷路器除結(jié)合設(shè)備大修進行絕緣試驗外，尚需按部頒《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》進行預(yù)防性試驗。

4.2.2發(fā)電廠、變電所站、主電室內(nèi)應(yīng)有當(dāng)年斷路器絕緣預(yù)防性試驗計劃，點檢員應(yīng)監(jiān)督其執(zhí)行，試驗中發(fā)現(xiàn)的問題已處理的登入設(shè)備專檔，未處理的登入設(shè)備缺陷記錄簿。

4.3斷路器的檢修監(jiān)督

4.3.1發(fā)電廠、變電所站、主電室應(yīng)有安排于當(dāng)年執(zhí)行的斷路器大、小修計劃，周期及項目按部頒斷路器檢修工藝規(guī)定執(zhí)行。

4.3.2點檢員應(yīng)監(jiān)督斷路器大、小修計劃的執(zhí)行，大修報告存入設(shè)備專檔，未能消除的缺陷記入設(shè)備缺陷記錄簿。

4.3.3點檢員應(yīng)及時記錄液壓機構(gòu)油泵起動情況及次數(shù)，記錄斷路器短路故障分閘次數(shù)和正常操作次數(shù)，以為臨時性檢修提供依據(jù)。9/26/202319

4.4斷路器的測量、試驗監(jiān)督

4.4.1斷路器在測試前應(yīng)由工作負(fù)責(zé)人進行電動合、跳三次（借此將磨損的觸頭打磨平整，要求導(dǎo)電回路接觸電阻不大于50微歐），并對開關(guān)本體及其絕緣支撐、傳動部位進行清掃（防止耐壓試驗時其部件泄漏閃絡(luò)），然后方可進行測量、試驗。4.4.2測量器具的精確度為0.05mm，測試結(jié)果的精確度為0.1mm。4.4.3斷路器的測試周期為：

1）斷路器開斷故障電流達(dá)到規(guī)定的次數(shù)時。

2）斷路器運行3年，期間未進行過測試的，必須停電測試。

3）真空泡出廠20年以后，應(yīng)報廢。4.4.4斷路器真空度的測試要求為：在額定開距下斷口間加工頻電壓（10kV斷路器42kV，35kV斷路器80kV，時間1分鐘），在加壓開始階段允許內(nèi)部有輕微放電現(xiàn)象（一般為蘭色電暈狀弧光）但電流表不得有連續(xù)的擺動，并能承受住耐壓試驗。9/26/202320

4.4.5每次測試都必須詳細(xì)記錄觸頭磨損度，并與各次測試的記錄進行比較，累計磨損量達(dá)到3mm時須更換真空泡。觸頭磨損度=本次測試的“B值”-投運時的“B值”。4.4.6斷路器開斷額定故障電流次數(shù)及其以后的各次測試報告必須報主管工程師，并建立斷路器技術(shù)檔案。4.5真空斷路器的試驗項目4.5.1絕緣電阻：參照制造廠規(guī)定或不低于1000兆歐。4.5.2導(dǎo)電回路電阻：不大于1.2倍出廠值，出廠值不明時，應(yīng)不大于120微歐。4.5.3交流耐壓試驗：額定電壓10kV試驗電壓42（38）kV

額定電壓35kV試驗電壓85kV

相間、相對地及斷口的耐壓值相同。4.5.4真空滅弧室真空度的測量：必要時（有條件時進行）。9/26/202321

原料聯(lián)絡(luò)5、斷路器的不正常運行和事故處理

5.1運行中的不正?，F(xiàn)象：5.1.1點檢員在斷路器運行中發(fā)現(xiàn)任何不正?，F(xiàn)象時(如有放電異聲、分合閘位置指示不正確等)，應(yīng)及時予以消除，不能及時消除的立即報告上級領(lǐng)導(dǎo)并相應(yīng)記入運行記錄簿和設(shè)備缺陷記錄簿內(nèi)。

5.1.2點檢員若發(fā)現(xiàn)設(shè)備有威脅電網(wǎng)安全運行且不停電難以消除的缺陷時，應(yīng)向值班調(diào)度匯報，及時申請停電處理，并報告上級領(lǐng)導(dǎo)。

5.2.斷路器有下列情形之一者，應(yīng)申請立即停電處理：

5.2.1套管有嚴(yán)重破損和放電現(xiàn)象;5.2.2斷路器內(nèi)部有爆裂聲;5.2.3斷路器滅弧室內(nèi)部有異常聲響;5.2.4空氣斷路器內(nèi)部有異常聲響或嚴(yán)重漏氣，壓力下降；

5.2.5真空斷路器出現(xiàn)真空損壞的絲絲聲;

9/26/202322

VD4真空斷路器剖視圖9/26/202323操動機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)9/26/2023245.3斷路器彈簧操動機構(gòu)常見異?，F(xiàn)象及可能的原因：5.3.1拒合5.3.1.1合閘鐵芯未啟動（1）合閘線圈端子無電壓：

1）二次回路接觸不良

2）合閘空氣開關(guān)跳閘

3）開關(guān)輔助觸點接觸不良（控制回路斷線）（2）合閘線圈端子有電壓：

1）合閘線圈斷線或燒壞

2）鐵芯卡澀（住）5.3.1.2合閘鐵芯已啟動（1）合閘線圈端子電壓太低；（2）合閘線圈運動受阻；（3）合閘鐵芯撞桿變形，行程不足；

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（4）合閘掣子扣入深度太大；

（5）扣合面硬度不夠，變形，摩擦力大，“咬死”；5.3.2