高压真空断路器预防性试验及故障处置

张旭锋

【摘 要】在电力系统日益发展的今天，高压真空断路器逐渐取代油断路器广泛地应用于电力系统中，较之油断路器，高压真空断路器具有体积小，开断容量大，灭弧性能好，电寿命长，检修周期长，运行维护量小等优点。基于此，本文详细介绍了断路器的结构与工作原理、各项试验意义、质量标准和测试注意事项。并对常见故障进行处置分析。希望让试验维修人员更好理解断路器预防性试验的重要性，并掌握相关试验方法。

【关键词】高压断路器;预防性试验;故障处置

引言

断路器预防性试验是对已投入运行的断路器，为了及时发现运行中的隐患，预防发生故障或设备损坏，对断路器进行的试验或检测^[1]。高压真空断路器是电力系统十分重要的控制设备，它具有很强的断流能力，在通电线路发生短路的故障时，快速地切断故障电路，有效地保障电力系统的稳定运行^[2]。

1高压真空断路器的结构与工作原理

高压真空断路器的种类很多，单就其结构而言，都是由开断元件、支撑元件、传动元件、基座及操动机构等五部分组成，其中开断元件是整个断路器的核心元件，它由主触头、导电部分以及灭弧室组成，其中，开断元件的开合动作是由操动机构来传动的，一般情况下，都将开断元件牢牢地固定在基座上，并进行密封处理，其他的元件配合开断元件完成固定^[3]。

高压真空断路器是利用真空作为灭弧介质和绝缘介质的，采用0.13帕斯卡真空度空间。真空断路器的触头装在真空灭弧室内，由于在真空室内没有可游离的气体，当触头发生分离时，会在触头间产生电流弧，没有可以传播的介质，电弧在第一次过零时，就会熄灭，第一时间做出反应，将故障电路从电力系统中断开，从而达到保护电力系统的作用^[4]。

2断路器预防性试验及注意事项

2.1绝缘电阻

2.1.1测试意义

检测带电部分和接地部分间的绝缘，相间绝缘情况，断路器在断开位置时绝缘电阻还可反应断口间灭弧室部分是否有绝缘缺陷^[5]。如有绝缘缺陷（如受潮），绝缘电阻一般都有一定程度的反应。

2.1.2质量标准

①整体绝缘电阻参照制造厂规定或自行规定。②断口和用有机物制成的提升杆的绝缘电阻：10kV断路器大修后不低于1000MΩ，运行中不低于300MΩ。

2.1.3注意事项：

使用2500V兆欧表测量。

2.2交流耐压试验

2.2.1测试意义

试验电压比设备运行的电压高很多，是一种破坏性试验，是鉴定断路器绝缘强度最有效和最直接的方法。此外，在对真空灭弧室的真空度检查中，无专用仪器时可用真空灭弧室断口间施加工频电压的方法替代。额定电压10kV真空灭弧室动静触头开距达到制造厂规定值，在端口间施加42kV工频电压1min应无闪络和击穿现象。

2.2.2质量标准

对断路器主回路对地、相间及断口间施加交流耐压试验，断路器在分、合闸状态下分别进行，额定电压6/10kV断路器试验电压为27/38kV。

2.2.3注意事项

①相间、相对地及断口的耐压值相同。②当采用额定电压较高的设备作为代用设备时，应按照实际使用的额定工作电压确定其试验电压。③交流耐压试验应在其他试验项目通过后进行，试验前后都应测量绝缘电阻。

2.3导电回路电阻

2.3.1测试意义

测量每相导电回路的电阻，包括套管导电杆电阻，导电杆与静触头连接处的电阻和动静触头之间的接触电阻。断路器在运行中接触电阻增大，将会使触头发热，尤其是切断短路电流时，可能会烧坏周边绝缘、使触头烧融，甚至可能造成拒绝动作的严重后果。

2.3.2质量标准

①大修后应符合制造厂规定;②运行中自行规定，建議不大于1.2倍出厂值。

2.3.3注意事项

①用直流压降法测量，电流不小于100A。②测量前应先将断路器跳合几次，以冲破触头表面的氧化膜，使之接触良好，从而使测量结果能反应真实情况。③电流输入和电压输入应在不同位置，电流线在外侧，电压线在内侧，尽量清洁触点，使之达到更好的测量效果。④试验结果异常增大时，应先检查装置与接线的正确性，然后在断路器动作数次后复测。若测量数值仍很大，则应分段查找以确定接触不良的部位，并进行相应处理。

2.4 合闸、分闸线圈及合闸闭锁电磁铁的绝缘电阻和直流电阻

2.4.1 测试意义

通过绝缘电阻和直流电阻的测量可发现线圈是否绝缘良好、是否存在断线、短路、焊接不良等缺陷，是故障查找判断中的主要方法和重要依据。

2.4.2 质量标准

①绝缘电阻不应小于2MΩ。②直流电阻应符合制造厂规定，虽各厂家、型号的断路器直流电阻略有不同，但基本数值大致可互相参考。

2.4.3注意事项

①绝缘电阻测试采用500V或1000V兆欧表。②直流电阻测试采用精度较高的万用表或直流电阻速测仪测量。

3高压真空断路器的常见故障处置

3.1合闸不成功故障处置

合闸失败是真空断路器最常见的故障问题，故障原因复杂多样。第一，因为断路器中存在着大量的触点，任意一个触点接触不良就会导致两触点间的电压过低，导致断路器的合闸失败。第二，如果真空断路器中的触点磁铁烧毁，或者接触不良，将直接导致整个断路器失去控制作用，不作出合闸反应。第三，在合闸过程中因为机械故障的原因，在合闸的过程中发生卡涩的状况，虽然断路器对电路发生故障时做出了反应，但因为机械故障最终导致合闸不成功。针对以上的故障原因，首先要对高压真空断路器进行定期的清洗除尘，并检查断路器是否正常工作，其次是对断路器合闸电磁体的检查，检查它的阻值大小是否正常，如果电阻值发生异常，经检测后要及时地更换断路器。

3.2真空断路器电机不工作的故障处置

当真空断路器检测到故障时，断路器发生合闸，在真空断路器上的储能电机就会开始工作了，直到储能达到额定值，发出信号，使弹簧弹开，发生跳闸。在真空断路器中，由一对行程开关触点和辅助的常开触点构成，行程开关的常触点串接在储能线路中，当跳闸的动作发生时，辅助触点闭合接通电路，这时候储能电机就会开始储能，等储能达到满能量后，断路器的机械臂就会在储能电机的作用下发生动作，把行程开关的一对触点弹开，储能电机停止储能，线路也会停止供电。但是如果发生故障的时候，就会发生电机不能储能，最后没办法弹开行程开关，如果发生储能电机不能储能工作的话，检测人员要及时地检查行程开关的工作状态，看行程开关是否正常工作，及时进行修理。

结束语

断路器预防性试验是电气试验中的难点和重点，涉及相关理论知识众多、技术要求高、试验操作复杂，掌握断路器的预防性试验项目和故障查找方法具有重要的实用性和较大维修经济价值。通过定期预防性试验和日常运行巡检，如果发现断路器存在明显的缺陷，则应根据缺陷的严重程度，采取相应的措施，对于严重的缺陷应立即退出运行，对于有的缺陷可安排计划提前大、小修。

参考文献：

[1]王明雷.户内高压真空断路器常见故障的分析与处理[J].设备管理与维修，2017（17）：54-55.

[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（08）：105-106.

[3]马晓娟，潘亚培，杨昭.基于物联网的高压真空断路器智能数字化监控系统解析[J].华电技术，2017，39（02）：12-15+76.

[4]赵洋.高压真空断路器机械特性在线监测技术研究现状与展望[J].工矿自动化，2016，42（12）：19-24.

[5]周阳，王宝华.基于多传感器信号融合的真空断路器机械特性状态评价[J].电气技术，2016（06）：30-35.

（作者单位：国家能源集团神东煤炭集团供电中心）