新 疆 石 油 科 技 ２０１１年第３期（第２１卷） ・４５・ 户内高压真空断路器运行维护技术 李谨洪①宋威 新疆克拉玛依新科澳化工有限公司。８３４０００新疆克拉玛依 吴秀全 新疆油田公司重油公司 摘要 介绍了高压真空断路器的工作原理、系统组成、性能特点，以及在运行、检修维护、经常出现的一些故障的原因进行了分 析。同时给出了现场处理这些故障的方法和建议。 ． 主题词真空断路器故障分析处理方法 ｌ 引言 真空断路器的优越性不仅是无油化设备，而且还 表现在它具有较长的电寿命、机械寿命、开断绝缘能 力大、体积小、重量轻、运行维护少等优点，很快被电 力部门运行、检修和技术人员认可。目前，我国真空断 路器的制造技术已经进入了国际同行业同类型产品 器向高电压等级发展的主要研究课题。 ２．２系统组成 高压断路器是发电厂、变电所及电力系统中最重 要的控制和保护设备参见附图，它的作用是： （１）控制作用。根据电力系统运行的需要，将部分 或全部电气设备，以及部分或全部线路投人或退出运 行： 的前列，成为我国高压真空断路器应用、制造技术新 的历史转折点。随着真空断路器的广泛应用，出现故 障的情况也时有发生，我们对真空断路器出现的常见 故障进行分析并给出处理方法。 （２）保护作用。当电力系统某一部分发生故障时， ４７７（４８２） ４６１（４６６） ２真空断路器技术 ２．１工作原理 断路器处于合闸位置时，其对地绝缘由支持绝缘 子承受，一旦真空断路器所连接的线路发生永久接地 故障，断路器动作跳闸后，接地故障点又未被清除，则 有电母线的对地绝缘亦要由该断路器断口的真空间 隙承受；各种故障开断时，断口 对触子间的真空绝 缘间隙要耐受各种恢复电压的作用而不发生击穿。该 图１ ＺＮ２８—１Ｏ系列真空断路器外形图 ２一触头压力弹簧；３一弹簧座；４一接触行程整螺 栓；５－拐臂；６一导向板；７一螺钉；８一导电夹紧固 螺栓；９一下支座；ｌＯ一真空灭弧室：ｌＪ一真空灭 弧室紧固螺钉；１２一上支座；１３一绝缘子固定螺 钉；１４一绝缘子；１５一螺栓；注一括号内尺寸为 ２０００Ａ一３１—５ＫＡ断路器 断路器配用中封式纵磁场真空灭弧式，当动、静触头 在操作机构作用下带点分闸时，触头间隙将燃烧真空 电弧并在电流过零时熄灭电弧。由于触头的特殊结 构，燃弧期间触头间隙会产生适当的纵向磁场，这个 磁场可使电弧均匀分布在触头表面，维持低的电弧电 它和保护装置、自动装置相配合．将该故障部分从系 统中迅速切除，减少停电范围，防止事故扩大，保护系 统中各类电气设备不受损坏。保证系统无故障部分安 全运行。 压，并使真空灭弧室具有较高的弧后介质强度恢复速 度、小的电弧能量和小的电腐蚀率。从而提高断路器 开断短路电流的能力和电寿命。因此，真空间隙的绝 缘特性成为提高灭弧室断Ｅｌ电压，使单断口真空断路 高压断路器的主要结构大体分为：导流部分、灭 ①作者简介：助理工程师，２００８—０７毕业于西南石油学院工商管理 ・４６‘ 新 疆 石 油 科 技 ２０１１年第３期（第２ｌ卷） 弧部分、绝缘部分、操作机构部分。高压开关的主要类 型按灭弧介质分为：油断路器、空气断路器、真空断路 ６ｋＶ母线停电操作时，在切开开关，未拉两边刀闸，变 高开关未分的情况下。值班人员发现６ｋＶ母线 显 示红相仍有电压，对红相真空泡摇断Ｅｌ绝缘的值为 ０，证实该相开关已经严重漏气，从而避免了事故发生 的可能。 器、六氟化硫断路器、固体产气断路器、磁吹断路器。 按操作性质可分为：电动机构、气动机构、液压机 构、弹簧储能机构、手动机构。 （１）油断路器。利用变压器油作为灭弧介质，分 ３．３做好维护工作 多油和少油２种类型： （２）六氟化硫断路器。采用惰性气体六氟化硫来 灭弧，并利用它所具有的很高的绝缘性能来增强触头 间的绝缘： （３）真空断路器。触头密封在高真空的灭弧室内， 利用真空的高绝缘性能来灭弧： （４）空气断路器。利用高速流动的压缩空气来灭 弧： （５）固体产气断路器。利用固体产气物质在电弧 高温作用下分解出来的气体来灭弧： （６）磁吹断路器。断路时，利用本身流过的大电 流产生的电磁力将电弧迅速拉长而吸人磁性灭弧室 内冷却熄灭。 ３运行中的检查、维护和预试 ３．１定期检测 真空断路器本体常见的缺陷主要有真空泡慢性 漏气、本体绝缘件绝缘击穿等。在目前仍未有完善的 在线监测手段情况下，每年定期检查绝缘，试耐压是 检验上述缺陷的主要手段。通过对真空断路器检测可 知，真空断路器出现问题是长时间使用，机械性能和 绝缘性能都达不到要求的结果，这时真空断路器的运 行状态较不稳定。 （１）真空断路器在合分闸时三相触头不同步，使 断路器的同期性很差： （２）真空断路器三相触头不可靠，使断路器容易 发热甚至发热烧坏： （３）真空断路器的真空度下降，使断路器在合分 闸时产生电弧。因此，每年要进行一次预防性检测。 ３．２加强运行巡视 在操作中注意观察有无异常现象，如在分闸操作 中，开关断开后检查电缆头的带电显示装置有无显示 带电；拉开母线侧刀闸时，观察刀口有无火花和真空 泡（玻璃泡）有无闪光；在断开变低和母联开关，６ｋＶ母 线停电时．观察该段母线 有无电压量输出等。在这 几年发现的５起缺陷中，有５起就是在操作中发现异 常，产生怀疑，再进行耐压试验确定的。如在人和站 针对开关拒动次数较多的情况。规定每年对机构 进行一次重点维护工作，重新测量开关分合闸线圈的 动作电压值。并尽可能每年利用停电机会做一次维 护。在维护过程中。注意对开关分合闸缓冲器的动作 性能进行检查 ４真空断路器的故障及维护 ４．１真空断路器常见不正常运行状态 ４．１．１断路器拒合、拒分和误分 拒合、拒分表现为在断路器得到合闸（分闸）命令 后，合闸（分闸）电磁铁动作，铁心顶杆将合闸（分闸）掣 子顶开，合闸（分闸）弹簧释放能量，带动断路器合闸 （分闸），但断路器灭弧室不能合闸（分闸）；误分表现为 断路器正常运行状态时，在不明原因下动作跳闸。 ４．１．２断路器机构储能后，储能电机不停 表现为断路器在合闸后。操动机构储能电机开始 工作，但弹簧能量储满后，电机仍在不停运转。断路器 直流电阻增大表现为断路器在运行一定时间后，灭弧 室触头的接触电阻不断增大。断路器合闸弹跳时间增 大表现为断路器在运行一定时间后．合闸弹跳时间不 断增大。断路器中间箱ＣＴ表面对支架放电表现为断 路器在运行过程中．电流互感器表面对中间箱支架放 电。断路器灭弧室不能断开表现为断路器在进行分闸 操作后．断路器不能断开或非全相断开。 ４．２故障原因分析以及处理方法 ４．２．１断路器拒分、拒合 操动机构发生拒动现象时，一般先分析拒动原 因，是二次回路故障还是机械部分故障，然后进行处 理。在检查二次回路正常后，发现操动机构主拐臂连 接的万向轴头间隙过大，虽然操动机构正常动作，但 不能带动断路器分合闸联杆动作，导致断路器不能正 常分合闸。 处理方法：检查操动机构所有连接部件的间隙， 对不合格部件，更换新的高硬度的合格零件。 ４．２．２断路器误分 断路器在正常运行状态下。在没有外施操作电源 及机械分闸动作时．断路器不能分闸。在确认没有进 户内高压真空断路器运行维护技术 ・４７・ 行误操作的情况下．检查二次回路及操动机构。发现 操动机构箱内辅助开关接点有短路现象，分闸电源通 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。 ４．２．６断路器中间箱ＣＴ表面对支架放电 过短路点与分闸线圈接通。造成误分闸。原因是断路 器机构箱顶部漏雨，雨水沿着输出拐臂向下流，正好 断路器中间箱内装有电流互感器，在断路器运行 时，电流互感器表面会产生不均匀电场，为避免这一 现象．互感器制造厂在互感器表面涂有一层半导体 胶，使得表面电场均匀。在断路器装配过程中，受空间 限制，互感器固定螺栓周围的半导体胶被刮落，断路 器运行中互感器表面不均匀电场的产生，导致互感器 落在机构辅助开关上，造成接点短路。 处理方法：检查所有可能漏雨点并进行有效封 堵；在输出拐臂联杆上安装密封胶套；开启机构箱内 的加热驱潮装置。 ４．２．３断路器机构储能后。储能电机不停 断路器在合闸后，操动机构储能电机开始工作， 弹簧能量储满后，发出弹簧已储能信号。储能回路中 串有断路器一对常开辅助接点和一对行程开关常闭 接点，断路器合闸后，辅助开关的常开接点接通，储能 电机开始工作，弹簧储满能量后，机构摇臂将行程开 关常闭接点打开，储能回路断电，储能电机停止工作。 储能电机一直工作的原因是在弹簧储满能量后，机构 摇臂未能将行程开关常闭接点打开．储能回路一直带 电。储能电机不能停止工作。 处理方法：调整行程开关安装位置，使得摇臂在最 高位置时能将行程开关常闭接点打开。 ４．２．４断路器直流电阻增大 由于真空灭弧室的触头为对接式。触头接触电阻 过大在载流时触头容易发热，不利于导电和开断电 路，所以接触电阻值必须小于出厂说明书要求。触头 弹簧的压力对接触电阻有很大影响．必须在超行程合 格情况下测量。接触电阻值的逐渐增大也能反映出触 头电磨损情况，是相辅相成的。触头电磨损和断路器 触头开距的变化。是造成断路器直流电阻增大的根本 原因。 处理方法：调整灭弧室触头开距和超行程．测量 接触电阻的方法可以用《规程》要求的直流压降法测 量（电流要在１００Ａ以上１，否则更换灭弧室。 ４．２．５断路器合闸弹跳时间增大 真空断路器合闸时，触头总有些弹跳，但若过大 会使触头易烧伤或者熔焊。真空断路器触头弹跳时间 技术标准为￣＜２ｍｓ。随着断路器运行时间的增长，引起 合闸弹跳时间增大的主要原因为触头弹簧弹力下降 和拐臂、轴销间隙磨损变大。 处理方法： （１）适当增大触头弹簧的初始压力或更换触头弹 簧： （２）若拐臂、轴销间隙超过０．３ｍｍ，可更换拐臂、轴 销： （３）调整传动机构，利用机构在合闸位置超过主 表面对支架放电。 处理方法：在互感器表面均匀涂抹一层半导体 胶，使得表面电场均匀。 ４．２．７断路器灭弧室不能断开 在正常情况下，无论是手动分闸操作还是保护动 作跳闸，断路器均能有效断开电路，切断电流。 真空断路器的灭弧原理与其他型式断路器不同。是指 触头在真空中关合、开断的开关设备，也就是利用真 空作为绝缘及灭弧介质的断路器。真空泡的真空度下 降，真空泡内会有一定的电离现象，并由此产生电离 子，使灭弧室内绝缘下降，导致断路器不能正常开断。 处理方法：对于达不到真空度要求值的真空灭弧 室的处理，若通过检测真空灭弧室真空度确已降至要 求值以下，应更换真空灭弧室。具体步骤： （１）对将换上的真空灭弧室须经真空度检测合 格： （２）装时要垂直．注意动导电杆和灭弧室同轴度， 操作时不应受到扭力： （３）安装好新真空灭弧室后，应测量开距和超程 （接触行程）。若不满足要求应作相应调整：①调整绝缘 拉杆的螺栓可调整超程；②调整动导电杆的长度可调 整灭弧室开距： （４）采用电力开关综合测试仪测量分合闸速度、 三相同期性、合闸弹跳等机械特性，若不合格应作调 整。 ５ 结论 本文从真空断路器原理及运行中出现的一些不 正常状态着手，阐述真空断路器原理的认识及一些故 障分析和处理方法，是在工作中对真空断路器方面的 技术积累，要确保真空开关安全、可靠地运行。只要能 够注意检查和定期维护，按照本文提到的问题进行分 析找出原因，就能发现高压真空断路器在运行中存在 的隐患，采取措施及时处理，杜绝后患。 （下转第５８页） ・５８’ 新 疆 石 油 科 技 势； ２０１１年第３期（第２１卷） 制”的技能培训，做到学、教、练、用的有机统一。最后 要建立科学规范的培训管理体系和操作程序，充分开 发科研人员的综合素质和潜在能力．确保人力资本的 不断增值，不断地通过培训、再培训，实现企业、科研 （６）推进企业文化建设，增强队伍凝聚力。积极 推进“以人为本”的企业文化建设。增强人才的主人翁 意识，在企业内营造出“尊重劳动、尊重知识、尊重 人才、尊重创造”的良好氛围，培育企业内部共同的价 人员共同受益的良性循环： （３）完善激励机制。建立以业绩考核为核心的科 技创新激励制度，调动科技人员积极性；进一步完善 专家管理制度，对现有集团公司级、公司级和厂处级 等各类专业技术核心骨干人才实行动态管理。对聘用 期间的工作业绩进行全面、客观、公正、准确的评价， 值观，以此激励、鼓舞科研人员，使之对企业产生强烈 的归属感、认同感和自豪感，产生一种自愿为企业奉 献忠诚和才智的精神，把制度的约束变成自觉行动， 由“要我干”变成“我要干”真正实现企业科研人员的 自主化管理。 参考文献 １新疆油田公司所属２８家科研单位及科研机构．科研机构人力 资源现状与需求分析调研报告．２００９ ２新疆油田公司科技信息处．新疆油田公司十二五科技规划． ２００９ 把业绩考核结果作为奖惩、任免的重要依据。在公司 内营造自主创新、出成果、出人才的氛围和条件，特别 是鼓励中青年科技人员为核心技术突破多做贡献； （４）大力引进紧缺的高级专业技术人才。通过技 术合作或建立契约、劳务引进等形式，为重大科研项 目提供信息、咨询服务；坚持办好企业博士后工作站， 从国内外引进一批优势专业的博士后进站．领衔重大 在研科技攻关项目。让国家、股份公司、公司重大科技 工程项目成为凝聚人才、培养人才的大熔炉，成为砺 炼科技领军人物的主战场； （５）构建以中青年石油科研人员为主的学习型组 织。充分发挥中青年人精力较为旺盛、思想较为活跃 ３匡立春，徐洪德。岳新建等．大力实施科技创新战略为建设现 代化大油气田提供技术支撑．石油科技论坛，２０ｏ９，２８（４）： １６＾－１８ ４车宏生，凌文检，方利洛，张立野．对我国科研人力资源的调查 和分析．科研管理 ５蒋光忠．石油院校中青年科研人力资源管理与开发策略．江汉 石油学院学报，２００４，２６（４）：１９９－２０１ ６赵颖文．张淑英．石油企业人力资源管理存在的问题及对策． 的特点，建立学习型组织，提高整体学习能力，保持中 青年石油科研队伍知识不断更新、技术不断提高。可 以以各研究所、研究室、实验室、课题组为单位创建学 长江大学学报（社会科学版），２００９，３２（４）：５９￣６２ 责任编辑：周江 收稿日期：２０１１－０３—０９ 习型组织。围绕科研任务，通过开展读书学习、技能竞 赛、课题研讨等活动，使中青年石油科研人力资源科 技素质得以不断提高，以适应当今科技发展和石油形 （上接第４７页） 参考文献１王季梅．真空开关技术与应用．机械工业出版社 ４ ＺＮ２８—１０型户内高压真空断路器安装使用说明书 责任编辑：李未蓝 收稿日期：２０１１－０７—０７ ２李大鹏．真空断路器的故障和处理．电气应用 ３汤杰．ＺＮ７一ＩＯＣ型真空开关故障分析及处理措施．江西电力职业技术 学报 （上接第５４页） 参考文献 １ ２００６－２０２０年国家信息化发展战略．ｈｔｔｐ：／／ｆｉｎａｎｃｅ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ 责任编辑：李未蓝 收稿日期：２０１１－０６—０７ ２孙康．浅谈现代企业信息化建设．企业经济，２００４—０５：８５￣８６
