１０ｋＶ真空断路器隐性故障分析 刘伟梁军红吴志刚 国网新疆电力公司培训中心技术技能培训部新疆乌鲁木齐８３００１ ３ 国网新疆电力公司奎屯供电公司 新疆鸟鲁木齐８３００１３ 【摘要】真空度降低将严重影响真空断路器开断过电流的能力，并导致断路器的使用寿命急剧下降，可引起严重的人身伤亡和设备严重损害事故。 介绍了真空断路器在运行状态下真空度下降时的电气现象，提出了断路器运行中真空度下降的判别方法和运维管理措施。 【关键词｝断路器．．真空泡真空度测试 隐性故障放电 电压下降 中图分类号：ＴＭ７文献标识码：Ａ文章编号：１００９—４０６７（２０１３）２３—２２９—０１ 真空断路器灭弧室故障一般分为两种类型，一种为“显性故障”即 一外壳破裂、波纹管破损而进气，是灭弧室失去真空度，与周围大气相通； 另—种为“隐性故障”即灭弧室并未与大气相通，由于制造工艺、运输、 安装等原因，使灭弧室气体压力高于允许值，灭弧室不能满足正常开断 容量，存在潜伏性故障。而目前国内生产的真空断路器不象现使用较多 的ＳＦ６断路器本身配有压力降低报警或闭锁等保护，没有定性、定量监 测真空度特性的装置，所以断路器真空泡真空度降低在实际运行中不可 能被发现，故障为隐性故障，其危险程度远远大于显性故障。 一、事件概述 （一）事件一：某变电站１０ｋＶ高压室安装有１２面高压开关柜，使 用ＺＮ２８—１２型真空断路器，机构配备为ＣＴ１９型弹簧操作机构，为本体 和机构—体式。２００７年投运，真空泡为陶瓷外壳真空灭弧室。 ２００９年某日，变电站运行值班员反映，近期有些开关柜存在放电声 音，但是经过仔细检查没有发现放电来源。变电检修人员到现场进行了 检查，发现在热备用状态断路器的开关柜声音异常，静立开关柜前，可 以听到柜内存在轻微的类似人口“哈”气声音。同时又有值班员反应， 在带负荷分合断路器时，１０ｋＶ母线电压异常。变电检修人员查看了存在 过放电声音和“哈”气声音开关柜断路器的试验报告，试验时间为半年 前，断路器耐压试验正常。 通过现场初步判断，断路器真空泡真空可能下降，经过申请对一条 线路进行停电检查。由于怀疑断路器真空泡真空下降，检修人员协助值 班员制定了详细的操作措施和观察计划。要求值班员调度员断开线路所 有负荷，保证通过断路器电流接近零时拉开断路器。在拉开该线路断路 器时ｌＯｋＶ母线电压下降至７ｋＶ左右，在拉开断路器两侧隔离开关后电压 恢复正常。 （二）事件二：某变电所的１０ｋＶ Ｉ段母线检修后投运操作中，１０ｋ＇Ｖ Ｉ段母线带电，并为各条１０ｋＶ线路送电后，最后操作ｌＯｋＶ电容器由冷 备用改运行。先合上１０ｋＶ电容器母线隔离开关，接着合上１０ｋＶ电容器 隔离开关，此时出现“１０ｋＶ Ｉ段母线接地”，运行人员立即停止操作。后 检查１０ｋＶ Ｉ段母线三相电压情况如下：Ａ，ｃ相相电压为９ｋＶ左右，Ｂ 相相电压为２ｋＶ左右；ｌＯｋＶ Ｉ段母线电压互感器二次Ａ２，ｃ２相相电压 为ｌＯＯＶ，Ｂ２相相电压为１０Ｖ，三相线电压均为ｌＯＯＶ左右，由此判断是 Ｂ相接地。检查断路器室无异常。此时１０ｋＶ电容器为热备用状态，运行 人员汇报调度后将其改为冷备用，当操作到拉开１０ｋＶ电容器隔离开关 时，接地现象消失。此时断路器在分位，１０ｋＶ电容器母线隔离开关在合 位。 二、处理措施 事件一：实验人员对开关柜再次进行试验，发现断路器真空泡真空 下降严重，已经超出运行范围，该间隔其它设备运行正常。经过检查发 现高压室开关柜属于同一批次断路器，真空泡由于制造工艺和质量存在 问题，经过使用真空度测试仪检查真空度已经已经下降至６．６×１０ Ｐａ以 下，厂家更换全部真空泡后，全所开关柜声音异常和母线电压下降故障 消失。事件二检修人员检查后发现，电容器断路器Ｂ相耐压试验不合格， 判断分析是Ｂ相断路器的真空泡真空度降低。当Ｂ相断路器的高压真空 泡真空度下降以后，相当于１０ｋＶ Ｉ段母线Ｂ相经母线电压互感器高压侧 接地。 三、原因分析 真空灭弧室是由动电极和静电极、电弧屏蔽罩和陶瓷或玻璃外壳组 成的真空泡，在小于６．６ Ｘ １ Ｐａ气压下密封。真空泡要求真空度不能低 于６．６ Ｘ １０ Ｐａ，在高真空的状态下，真空断路器可以开断大电流。实践 证明，如果真空度下降，真空断路器的耐受电压降低。在真空度很低， 触头闭合的情况下，在灭弧室主触头与电弧屏蔽罩之间就会发生放电现 象，并伴有浮动电势，运行在高电压下真空度恶化的断路器其灭弧室会 产生放电。 综合以上两种故障，我们总结发现当路断路器真空泡故障后在运行 情况下会发生以下现象： Ａ母线电压的变化与断路器分合状态有关； Ｂ．断路器在合闸状态时，电压变化小，分闸时电压变化大。这也提 醒变电值班员在以后发现母线电压有某相偏低情况出现时，首先应检查 电容器是否处在热备用状态，并检查电压变化是否与断路器状态有关， 如电压异常与断路器状态有关，应初步判断路断路器有否问题，并在母 线无电情况下隔离电容器或馈电线路，防止带负荷拉闸。 Ｃ．运行在高电压下真空度恶化的断路器其灭弧室合闸后会产生放 电，分闸时有时产生非放电类异常声音或者母线电压下降现象。 四、防范措施 （一）巡视法：运行人员应定期对真空断路器进行认真严格的巡视， 特别是要注意是否有放电现象或其他异常声音。真空断路器操作前后要 仔细检查电流电压的变化情况。 （二）观察法：对玻璃外壳真空灭弧室，由于其良好的透明性，巡 视检查时可以定期目测。正常时内部的屏蔽罩等部件表面颜色应很明亮， 在开断电流时发出浅蓝色弧光；当真空度下降很严重时，内部颜色就会 变得灰暗，开断电流时将发出暗红色弧光。 （三）试验法：当开断次数达到厂家要求或部门规定时，及时检修 试验。通常有真空度测试和工频耐压试验两种方法。真空度测试仪检查 测量确保真空灭弧室的真空度保持在１Ｏ 一ｌＯ－￣Ｐａ的范围内；工频耐压试 验一方面可以检测断路器动静触头开距是否合格，另一方面则可在真空 仪测试后，判断真空断路器真空是否下降的辅助依据。 （四）选用真空断路器时，必须选用信誉良好的厂家所生产的成熟 产品选用本体与操作机构一体的真空断路器；检修人员进行停电检修时， 必须进行断路器同期、弹跳、行程、超行程、回路电阻等特性测试；检 查导电回路、连接装置；检查紧固性和传动灵活性，以确保断路器处于 良好的工作状态。 五、结束语 真空断路器维护量较小，但是检查维护是必须开展的，只是真空断 路器不需要进行周期性解体大修。对于１２ｋＶ及以下的真空断路器检修周 期１～３年左右，而配电线路、尤其是电容器断路器开断频繁，对于出厂 存在潜伏性缺陷的灭弧室就可能在检修周期内出现隐患。因此通过运行 人员巡视、检查、观察发现存在真空度可能下降的断路器，再通过对真 空断路器试验检测验证，可以发现断路器真空度下降的隐患，及时消除 断路器运行的不利因素，确保电力系统及供电的可靠性及安全。 作者简介 刘伟（１９８４一），男，陕西宝鸡市人，国网新疆电力公司培训中心 技术技能培训部培训师。 梁军红（１ ９７３一），男，陕西西安市人，国网新疆电力公司奎屯供 电公司检修专责。 吴志刚（１ ９７７一），男，浙江宁波人，国网新疆电力公司培训中心 技术技能培训部培训师。 ２０１３・２３ 中国电子商务●２２９