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真空斷路器的故障分析及設備管理
近幾年來，隨著電網的不斷建設發展，各類用戶對電壓質量和供電可靠性提出了更高的要求。真空斷路器由于滅弧能力強、電氣壽命長、現場維護方便、技術含量高等優點，在電力系統35kV及以下電壓等級中被廣泛應用。盡管真空斷路器已經普及應用，對某些問題仍需慎重對待、正確處理，方可保證電力系統的安全穩定運行。及時發現查找出真空斷路器的故障點，采取積極的防范措施，對提高電網供電的可靠性是很有幫助的。現結合始興供電局zui近發現的一起真空斷路器故障作簡要分析。
1故障的發現
2007年4月8日9時10分，始興供電局一座110kV綜自化變電站在交接班例行巡視設備時，發現35kV321真空斷路器發出斷斷續續的“吱吱"異常聲響，經過進一步觀察，確認是C相發出該響聲。值班人員用紅外線測溫儀檢查C相電氣連接點、TA及斷路器本體，溫度約16.5℃左右，均為環境溫度，外觀檢查該斷路器沒發現其他異常。后將321真空斷路器從電網中解列退出運行，同時通知工程技術人員到現場進行查測，以保證zui短時間內處理故障，恢復正常供電方式。
2故障的分析
2.1外觀檢查和真空度試驗
該真空斷路器型號為ZW7-40.5，內置LZZBJ4-35電流互感器，2005年6月投入運行。我們首先對該真空斷路器進行了絕緣電阻、真空度、接觸電阻的測試，結果表明，真空斷路器的真空滅弧室、下端絕緣套管、內置電流互感器絕緣電阻良好，而且真空度、接觸電阻也合格。從紅外線測溫儀檢測的結果可以看出，一次電氣連接點接觸良好，沒有發熱現象。我們繼續對斷路器的絕緣拉桿、水平拉桿、箱體進行檢查，沒有發現斷裂、銹蝕、放電、斷銷、異物或者零部件脫落的情況，固定連接部分元件沒有松動，絕緣亦無破損、污損，密封膠圈未老化，電流互感器鐵芯的硅鋼片螺絲也上得很緊。真空斷路器發出斷斷續續的“吱吱"異常聲響是否是電流互感器二次回路開路，或者連接線松動所致？對該斷路器進行多次手動分合閘操作試驗，自由脫扣試驗，電動分合閘操作試驗，斷路器沒發現異常，該斷路器的彈簧儲能操作機構和機械傳動系統應該不存在問題。
2.2加壓試驗
為了確切找出真空斷路器C相發出異常響聲的具體位置，遵循不擴大設備的損傷范圍、不加劇設備破壞程度的原則，在該斷路器分閘的情況下進行單相分段施加額定電壓22.5kV試驗，沒有發現異常響聲。
為了更真實反映故障，盡快找出發出異常響聲的具體位置，對斷路器進行空載送電（即只合上母線側隔離開關和斷路器），約4min后C相終于出現了斷斷續續的“吱吱"放電聲，具體發出聲音的部位在下端絕緣套管和電流互感器之間，箱體內的電流互感器響聲尤為明顯，而且隨著時間的推移放電聲越來越大，好像感覺隨時都有發生擊穿的可能。
真空度測試畢竟不能代替工頻耐壓試驗。真空度測試由于受測試范圍限制，必須配合工頻耐壓試驗才能對真空滅弧室作出準確的診斷。特別是對于真空泡*泄漏的情況，試驗值會與真空度良好時的數值接近，容易引起錯誤判斷。于是決定對該斷路器在開斷狀態下進行按規程的預防性工頻耐壓試驗。
首先，下端絕緣套管接地，只給上端的真空滅弧室施加電壓。電壓升至95kV1min后，沒發現異常。
其次，給下端絕緣套管（已包括電流互感器）施加電壓。當電壓升至58kV時，突然發出異常的噼啪響聲，高壓試驗儀器跳閘。
用兆歐表測試，上端真空滅弧室絕緣電阻為2500MΩ，下端絕緣套管絕緣電阻為0MΩ，顯然被擊穿了。其中下端絕緣套管包括電流互感器、絕緣拉桿、套管和電流互感器之間充填的絕緣硅脂，但是外觀檢查下端絕緣套管各個部位均沒發現任何放電和擊穿的痕跡。由于電流互感器是內置，不方便解列，故先解開絕緣拉桿逐步測試。下端絕緣套管絕緣電阻為2500MΩ，絕緣拉桿絕緣電阻為0MΩ，看來故障點終于找出來了，問題出在絕緣拉桿上。把絕緣拉桿*卸下，才發現絕緣拉桿下端的防護罩里面有一層碳化的粉末物。絕緣拉桿放電痕跡如圖1所示。
2.3故障處理
更換絕緣拉桿后，再次對該真空斷路器的C相下端絕緣套管進行工頻耐壓試驗，未發現異常，也排除了由于電流互感器、絕緣硅脂局部絕緣薄弱而導致放電的原因。同時對斷路器的機械特性、斷口絕緣水平、直流接觸電阻進行了試驗，均滿足要求。
3設備故障剖析及防范措施
由于放電痕跡發生在絕緣拉桿下端的防護罩里面，從外觀根本無法檢查出。而且絕緣拉桿下端的防護罩貼近箱體的不銹鋼外殼，放電發出的立體響聲從聽覺上容易誤認為是電流互感器所致。這就要求我們在查找故障點時，要充分利用試驗儀器，逐步分解查找的原因。
3.1絕緣拉桿的性能分析
在斷路器合閘時發出放電聲，而在分閘時，給下端絕緣套管加至單相額定電壓，沒發出異常響聲，是因為環氧樹脂澆注的絕緣拉桿機械強度不足。絕緣拉桿是斷路器傳遞動力和絕緣的元件，是斷路器本體和機構部分的紐帶。
一般情況下，絕緣拉桿材料采用環氧樹脂澆注，雖然環氧樹脂具有高絕緣性能，其沖擊電壓為50kV/mm，工頻耐壓為30kV/mm，但是由于拉桿機械強度不夠，澆注的絕緣環氧樹脂拉桿在工作時受力為瞬時突加載荷，合閘時絕緣拉桿受到各種應力，而分閘時又釋放，由于機械強度不足導致漏電距離發生微小變化，使電性能達不到要求。當絕緣拉桿、支撐桿受到拉力、壓力、彎曲力，會造成絕緣拉桿斷裂、彎曲、爆裂等質量事故。絕緣拉桿機械強度不足主要是因為材料選用或配方不合理，固化不好、配料操作時計量不準或固化時間太短、固化溫度過低，澆注時產生氣泡、裂縫、缺陷等，造成絕緣拉桿內部結構不合理。
3.2重視設備的維護與管理
當斷路器發生了故障，一般會認為是設備制造質量差、檔次低，于是往往會在加強設備指標水平上下功夫。其實設備的絕緣水平等指標不可能也不應盲目地加強，對故障要具體分析，檢查所發生的缺陷是否具有普遍性。我們應該正確合理檢測斷路器，判斷斷路器在絕緣、導電、機械操作以及開斷性能方面的安全可靠性，并在長期運行中經得起時間的考驗。
真空斷路器的管理維護工作亟待加強。許多制造廠家都言稱自己生產的真空斷路器是免維護的，或者不檢修周期長，電壽命長，機械壽命達10000次，加之一些用戶單位長期以來側重和習慣于檢修而疏于設備管理，因此很容易導致用戶單位放松對真空斷路器的管理與維護。事實上，所有斷路器不存在免維護，只是維護方式的轉變。由以往的定期維護轉變為狀態維護，由大換大拆式的粗放維護轉變為精細維護，其前提條件都是做好對斷路器的運行管理。當斷路器達到一定的操作和動作次數后，必然引起傳動機構的疲勞、變形、斷裂等問題。一些真空斷路器未能及時得到維護，故障就會在運行過程中暴露出來，釀成險情。
