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真空断路器若干问题

摘要：该文介绍了高压真空断路器经常出现的一些故障，主要包括断路器本体和机构方面的问题，并针对具体的问题提出有效的处理方法和改进措施。

关键词：真空断路器；电寿命；接触压力

中图分类号：TM561.2文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2008)06-0056-02

真空断路器作为一种重要的电气设备在我国得到了广泛应用，但出现故障的情况也时有发生。笔者对真空断路器运行中的常见故障，分别从本体和机构两个方面进行分析，并提出了处理方法和改进措施。

1 真空断路器本体方面的问题

1.1 密封结构

真空断路器为真空灭弧，一般充较低压力SF6气体作为绝缘介质，产品的密封问题主要是主密封结构的SF6气体泄漏和真空灭弧室的密封结构损坏。

1.1.1 主密封气体泄露

充有SF6的高压电器设备的气室要求密封良好，年漏气率不大于0.5%。主密封漏气的主要原因是：法兰密封槽面防护不当，如有划伤压痕，密封圈有刮伤裂纹，另外，铸铝壳体有铸造缺陷；装配过程控制不当，如密封槽面装配时未清理彻底，密封部位螺栓未严格使用力矩扳手，未按规定力矩紧固；产品设计问题，主要指密封圈压缩量问题，压缩量太大不能保证密封可靠，压缩量太小易使密封圈受力损坏，以25%～30%压缩量为宜。

1.1.2 灭弧室损坏

真空灭弧室是固定的陶瓷或玻璃外壳，通过可伐与金属连接[1]，起静密封作用，可动的导电杆通过波纹管与金属连接，起动密封作用。波纹管绝大多数是采用0.15mm的不锈钢油压成型，真空断路器应用环境的污秽、湿度、盐雾等会引起波纹管点状腐蚀，导致波纹管及封接面的漏气；另一方面，在断路器调试过程中导电杆与灭弧室同轴度调整不够，运动中将会使金属封接部分受力不均，波纹管损坏，导致灭弧室漏气。

解决办法：**，在真空灭弧室动导电杆与下出线法兰接触的地方增加导向装置，防止动导电杆摆动而损坏波纹管。**，产品调试过程中，保证真空灭弧室动导电杆与触头平面垂直，防止动静触头碰撞时产生横向滑动，避免波纹管变形。第三，保护好储存环境，避免波纹管因点状腐蚀造成漏气。

1.2 合闸弹跳

合闸弹跳是真空断路器机械特性的一个重要参数，其定义为断路器在合闸时从触头刚接触直至触头稳定接触瞬间为止的时间[2]。在合闸弹跳过程中，触头断开距离小，电弧不会熄灭，导致触头烧损加重，严重影响真空断路器的电寿命。可以说弹跳*主要的危害是加速了灭弧室触头的烧损，导致真空断路器电寿命缩短。目前，真空断路器均采用对接式触头，合闸速度较高，触头在合闸过程中必然产生弹跳。弹跳不但会使触头烧损，产生过电压，还会使波纹管受到强迫振动而容易出现裂纹，导致灭弧室漏气。

减小合闸弹跳值是真空断路器设计时需要解决的一个关键问题，弹跳值的大小与诸多因素有关，如触头材料，触头结构，动、静导电杆及支撑部分的刚度，触头弹簧刚度及预压力，触头运动速度，传动系统及组成零部件的加工精度等。为了把合闸弹跳值减小至规定范围内，通常采取如下措施：减小运动部件的质量；提高传动部件的加工精度；提高装配质量，使运动无卡涩现象；适当加大触头压力簧的预压力。

1.3 超行程及接触压力

超行程是指开关在合闸操作中，触头接触后产生闭合力的动触头部件继续运动的距离[2]。主要作用是保证触头在一定程度的电弧烧损后电连接间仍能保持一定的接触压力；分闸瞬间，使动触头获得一定的初始冲击动能，提高其初始加速度；使真空断路器动触头在合闸过程中起到缓冲作用，减轻动、静触头间的冲击力。

对于同样的弹簧、同样的超行程，因其在不同的产品中有不同的作用，所以，对超行程及触头弹簧的设计及调整应综合考虑。对于动静触头的接触压力，应从以下几方面考虑：为了保证触头在刚接触后能立即可靠接触，必须保证一定的触头初压力；为保证触头在正常工作时可靠接触，其压力应在要求范围内；为保证在一定程度电弧烧损下仍能可靠接触，应对触头烧损具有一定的补偿作用；为了提高触头的刚分速度，应将触头弹簧在超行程部分释放的能量加大。

1.4 绝缘击穿

1.4.1 真空断路器外绝缘击穿

真空断路器外绝缘击穿主要指由于污闪及雷击所引起的断路器绝缘套管外部闪络。污闪产生的原因主要是瓷绝缘子泄漏距离较小，不适合在污秽地区使用，因此应定期对套管表面的灰尘进行清理，在污秽地区应该提高瓷绝缘子的爬电比距。

1.4.2 真空断路器的内绝缘击穿

真空断路器的内绝缘击穿主要指真空断路器内部受外界环境影响的绝缘部件击穿，产生的主要原因是绝缘件的质量问题。对于带内置电流互感器的真空断路器，本体里充有一定量的SF6气体作为绝缘介质，水分含量的升高会对产品的绝缘构成威胁，因此应定期检测水分含量。还有真空灭弧室内部的绝缘击穿，正常情况下的真空灭弧室内部是高度真空，触头间存在的气体非常**，不会受到极间电压的作用而产生游离，但真空间隙被击穿时，施加电压后产生的金属蒸汽或触头释放所吸附的气体会产生游离气体，影响绝缘性能。可采取下列措施以提高灭弧室触头间隙的绝缘性能：**，选择熔点高、热传导率小、机械强度和硬度大的触头材料；**，预先向触头间隙施加高电压，使其反复放电，使触头表面附着的金属或绝缘微粒熔化、蒸发；第三，对触头或灭弧室进行加热脱气处理；第四，改善触头形状，优化触头的电场分布[3]。

2 真空断路器机构方面的问题

2.1 断路器合不上闸

断路器空合。表现是断路器到达合闸位置后，又在分闸弹簧的作用下立即跳回到分闸位置。该故障的原因是断路器合闸后，本应使其保持在合闸位置的分闸擎子没有擎住，使断路器不能保持合闸。由于分闸擎子磨损等原因，使擎子间的钩合角度发生变化，因此钩挂不牢或是吃度不够而挂不住。因此调整擎子间的钩合角度及擎子间的吃度，但要注意断路器分闸时的*低分闸电压应在标准范围之内[4]。

断路器未合到位就分闸。表现为断路器合闸过程中并未到达合闸位置，也就是保持合闸的擎子还没到达钩合位置，断路器就停止合闸，在分闸弹簧的作用下又回到分闸位置。故障的原因可能是：合闸弹簧由于长期使用，造成疲劳，使其释放的能量降低；合闸弹簧所带动的凸轮与主拐臂输出杆间的间隙过大，凸轮对输出杆的冲力不够，使主拐臂不能带动断路器到达合闸位置，应调整凸轮与输出杆间的间隙；输出杆与断路器的导电杆之间复杂的机械结构出现了卡涩，以致合闸时克服卡涩浪费了太多能量，应在各转动部位涂抹润滑油，使其转动灵活。

合闸命令发出后合闸电磁铁不动作。该故障多为二次回路故障造成，应检查辅助开关、合闸线圈等电器元件，如有问题及时更换。

2.2 断路器分不了闸

断路器分不了闸是很危险的，属于紧急故障，故障原因主要有以下几方面。

电气方面：由于辅助开关接触**或其他元件损坏，造成回路不通；分闸线圈损坏，使分闸铁芯无法正常顶开分闸擎子。

机械方面：分闸铁芯固定螺丝松动脱落或卡涩，造成分闸铁芯无法正常工作；分闸擎子扣入量过多，顶杆调整不当。可根据现场实际情况采取相应处理措施[5]。

2.3 储能机构故障

断路器合闸后弹簧不储能。原因有：电源未接通；控制储能电机的微动开关发生故障，此时检查微动开关的相应接点是否闭合，进而修理或是更换微动开关；电机碳刷磨损严重，使电机不能正常工作，此时应更换电机碳刷。

弹簧储能后电机不能停止。该故障原因同样是控制储能电机的微动开关发生故障，这种情况应更换微动开关。

弹簧储能后不能保持，释放后又储能。出现该故障的原因是合闸擎子在释放后未恢复到位，以致断路器合闸后储能完毕却不能保持弹簧在储能位置。应调整合闸擎子，使之不但能复位，而且能调整到不再出现该故障的位置。

3 结束语

高压真空断路器以其优越的电气性能，在电力系统中得到了广泛的应用。对运行中出现的问题应慎重对待，以确保电力系统的**运行。以上提及的一些问题，供同行借鉴，以期更好发挥高压真空断路器的技术优势，提高我国电网的整体装备水平。

参考文献

[1] 徐国政，张节容，钱家骊，黄瑜珑.高压断路器原理和应用[M].北京：清华大学出版社，2000.

[2] GB/T2900.20-1994.电工术语.高压开关设备[S].

[3] 王季梅，吴维忠，魏一均，等.真空开关[M].北京：机械工业出版社，1983.

[4] 隋秀兰.真空断路器常见故障的分析与处理[J].高压电器，2004，40（5）：399-400.

[5] 晓夏.断路器常见的分合闸故障原因[J].华通技术，2001，NO3：48.

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