浅析真空断路器故障

摘要：断路器在变电站中起着非常重要的作用，本文通过城关变电站某次事故中所发生背景、破坏等介绍了真空断路器失灵原因分析及改进措施。

关键词：断路器；故障现象；防范措施

Abstract: circuit breakers in transformer substation plays a very important role, this article through the Chengguan substation to an accident occurring in the background, destructive introduced vacuum circuit breaker failure reason analysis and improvement measures.

Key words: circuit breaker; failure; prevention measures

一 引言

城关变电站是该地区电网一个重要的枢纽变，担负该地区电网90%的重要负荷供电。 二台主变并列运行，10KV母线分段运行，分别由#1、#2主变310、320分别供10KVⅠⅡ段母线。

爆炸的城北线304断路器为真空断路器，型号为 ZN28-12/630-25，由某电器开关厂生产，于2004年04月投运。

1 .事件经过及有关现象和记录 2010年5月16日3：40分城关变城北线304断路器爆炸跳闸引起#1主变310断路器动作跳闸，造成城关变10KVⅠ母失压，6：41分10KVⅠ母恢复送电，Ⅰ母出线到7：57分全部恢复送电（除城北线304线路外）。17日2：28分更换304城北线断路器和TA后恢复新北线供电。继电保护情况：因信号继电器已坏，继电保护动作信号没有发出。 2.现场发现，304断路器和310断路器在断开位置，保护信号未发出，且304断路器真空泡爆炸损坏，TA和穿屏套管损坏，断路器与TA之间铝排损坏。

断路器爆炸前,新北线304负荷为10A

断路器爆炸前，天气为雷雨

二 断路器爆炸过程分析

1.随着真空断路器的广泛应用，不少10 kV少油断路器已更换为真空断路器。由于生产厂家不同，一部分真空断路器性能较好，检修、维护工作量小，供电可靠性高；也有一部分真空断路器性能很差，特别是断路器的特性方面，存在的问题比较多；还有一些真空断路器缺陷极其严重，容易造成事故越级，导致大面积停电。

2.真空泡真空度降低 故障现象：

真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧，而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置，所以真空度降低故障为隐性故障，其危险程度远远大于显性故障。原因分析 真空度降低的主要原因有以下几点：

(1) 真空泡的材质或制作工艺存在问题，真空泡本身存在微小漏点

(2) 真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题，多次操作后出现漏点；

（3）10kV真空断路器的触头为平板电极，开距仅为11毫米。断流耐压试验主要是考核真空断路器的断口绝缘。当真空度丧失时，真空灭弧室就失去了灭弧作用。在断路器分闸时必炸。真空灭弧室真空度的测量目的与交流耐压试验相同，只是采取的方法不同。故障危害

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，严重时会引起开关爆炸。 % U6 |' S9 t. 处理方法

(1) 在进行断路器定期停电检修时，必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试，确保真空泡具有一定的真空度；

(2) 当真空度降低时，必须更换真空泡，并做好行程、同期、弹跳等特性试验。预防措施

(1) 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； / ?; X: h- \3 G! b- g

(2) 选用本体与操作机构一体的真空断路器； $ _, \  q/ h' W8 M5

(3) 运行人员巡视时，应注意断路器真空泡外部是否有放电现象，如存在放电现象，则真空泡的真空度测试结果基本上为不合格，应及时停电更换； " n  U+ \% X7 a. B(4) 检修人员进行停电检修工作时，必须进行同期、弹跳、行程、超行程等特性测试，以确保断路器处于良好的工作状态。

3. 真空断路器分闸失灵 故障现象

根据故障原因的不同，存在如下故障现象；

(1) 断路器远方遥控分闸分不下来；

(2) 就地手动分闸分不下来； 事故时继电保护动作，但断路器分不下来。原因分析

(1) 分闸操作回路断线；

(2) 分闸线圈断线；

(3) 操作电源电压降低；

(4) 分闸线圈电阻增加，分闸力降低；

(5) 分闸顶杆变形，分闸时存在卡涩现象，分闸力降低；

(6) 分闸顶杆变形严重，分闸时卡死。故障危害 如果分闸失灵发生在事故时，将会导致事故越级，扩大事故范围。 处理方法  

(1) 检查分闸回路是否断线；

(2) 检查分闸线圈是否断线；

(3) 测量分闸线圈电阻值是否合格；

(4) 检查分闸顶杆是否变形；

(5) 检查操作电压是否正常；

(6) 改铜质分闸顶杆为钢质，以避免变形。 预防措施

运行人员若发现分合闸指示灯不亮，应及时检查分合闸回路是否断线；检修人员在停电检修时应注意测量分闸线圈的电阻，检查分闸顶杆是否变形；如果分闸顶杆的材质为铜质应更换为钢质；必须进行低电压分合闸试验，以保证断路器性能可靠。

4.弹簧操作机构合闸储能回路故障故障现象

(1) 合闸后无法实现分闸操作；

(2) 储能电机运转不停止，甚至导致电机线圈过热损坏。 原因分析 . n; F5 n  [2 a4 V. o(1) 行程开关安装位置偏下，致使合闸弹簧尚未储能完毕，行程开关触点已经转换完毕，切断了电机电源，弹簧所储能量不够分闸操作；

(2) 行程开关安装位置偏上，致使合闸弹簧储能完毕后，行程开关触点还没有得到转换，储能电机仍处于工作状态；

(3) 行程开关损坏，储能电机不能停止运转。 故障危害在合闸储能不到位的情况下，若线路发生事故，而断路器拒分闸，将会导致事故越级，扩大事故范围；如储能电机损坏，则真空开关无法实现分合闸。处理方法(1) 调整行程开关位置，实现电机准确断电；

(2) 如行程开关损坏，应及时更换。预防措施

运行人员在倒闸操作时，应注意观察合闸储能指示灯，以判断合闸储能情况；检修人员在检修工作结束后，应就地进行2次分合闸操作，以确定断路器处于良好状态。

5. 分合闸不同期、弹跳数值大故障现象

此故障为隐性故障，必须通过特性测试仪的测量才能得出有关数据。原因分析

断路器本体机械性能较差，多次操作后，由于机械原因导致不同期、弹跳数值偏大；

(2) 分体式断路器由于操作杆距离较大，分闸力传到触头时，各相之间存在偏差，导致不同期、弹跳数值偏大。 故障危害

如果不同期或弹跳大，都会严重影响真空断路器开断过电流的能力，影响断路器的寿命，严重时能引起断路器爆炸。由于此故障为隐性故障，所以危险程度更大。

处理方法

(1) 在保证行程、超行程的前提下，通过调整三相绝缘拉杆的长度使同期、弹跳测试数据在合格范围内；

(2) 如果通过调整无法实现，则必须更换数据不合格相的真空泡，并重新调整到数据合格。

预防措施

由于分体式真空断路器存在诸多故障隐患，在更换断路器时应使用一体式真空断路器；定期检修工作时必须使用特性测试仪进行有关特性测试，及时发现问题解决问题。

三 结束语

真空断路器已经得到广泛的使用，但是一直没有相应的检修工艺标准，而各厂家的真空断路器在机构上也不尽相同，而且，真空断路器的故障，如真空度降低、分合闸不同期、弹跳大等多为隐性故障，所以，进行检修工作时必须使用有关的科学仪器进行测试、测量，用实际数据来说明问题，也用实际数据来证明和解决问题。另外，有关部门应尽快制定出统一规范的真空断路器检修工艺标准来指导真空断路器的检修、维护工作。