浅谈如何提高10kV真空开关的运行可靠性 _知识百科

1 前言
【浅谈如何提高10kV真空开关的运行可靠性】真空开关是中等电压最具发展前途的开关电器之一，也是目前最能全面地满足现代化要求的开关电器。同时，真空开关是以极为优异的绝缘性能和灭弧能力以及触头完全封闭的真空作为绝缘介质，真空的极为优异绝缘性能使真空开关的触头开距很小(10kV级真空断路器的触头开距仅为8mm一12mm)，所要求的分、合闸速度又不高，因而真空开关的操作功耗不大，操作时的振动和噪音都较小。真空同时具有极强的熄弧能力和很高的弧后介质强度，恢复速度，真空电弧电压低、电弧能量小。真空开关的燃弧时间短，从小电流直至额定短路开断电流的广泛的电流范围内，燃弧时间保持稳定，并可承受上升速度很高的恢复电压。真空灭弧室具有非常长的机械寿命和电寿命，配上长寿命的操作机构后，真空开关也具有很长的机械寿命和电寿命。真空灭弧室不需要维修，也不可能维修，操动机构也可以做到少维修或免维修。因而真空开关的维修工作量极小，维修周期很长，是一种少维修或免维修的开关。真空开关不仅能开断工频电流，而且能开断高频电流。真空开关的电弧在密封的真空灭弧室内燃烧，燃弧时不产生高气压和有毒气体，因而真空开关没有爆炸的危险，不会引起周围易燃易爆物质的燃烧和爆炸，也不会污染环境。真空开关是一种最安全，最“清洁”的开关。真空开关的主要缺点是有截流现象，在某些场合会产生较高的操作过气压。此外，真空断路器的价格也比传统的油断路器高得多(但比SF6断路器低) 。随着触头材料的进步，以及真空灭弧室设计和制造工艺的改进，现代真空开关的操作过电压已大大降低，价格也明显降低，它的缺点已越来越不明显了。因而特别受到电力系统的欢迎，得到了最为广泛的应用，并且其运行可靠性亦被广大使用单位所认同。我局本部辖下七个变电站早在一九九七年已全部实现l0kV开关无油化，并且全部都是使用真空开关。从几年来的运行维护经验中，对其运行可靠性总结出以下几个方面，希望与大家共同研究。
2 分装式真空开关在老设备改造方面的得与失
真空开关的使用，近几年来在技术上已经比较成熟，现在阻碍其大面积推广应用的主要是经济上的原因。我国10kV电力系统中油开关柜占有数百万台之多。一些用户虽然也吃了许多油开关的苦头，也认识到真空开关的优点，但要用真空开关完全取代油开关目前却感到很困难，同时要报废那么多的油开关柜不仅可惜，也不现实，经济上也承受不了。根据这种情况，只有进行分装式真空开关形式的改造。所谓分装式真空开关就是只将原少油开关更换为真空开关，保留原开关的绝大部分，二次线路不需改动，一次接线只改动与开关联接的部分，其余如电流互感器、隔离开关、电磁操动机构、控制电源都不必改动。这样做既保留了真空开关的全部优点，如维修简单、宜于频繁操作、安全、无爆炸危险等，还具有安装迅速，不影响正常生产，利用日常检修即可完成等优点。以前我局本部辖下的变电站全部使用少油开关，一年一度的开关大修就消耗了好几个月的时间，并且在大修过程中经常发现因故障跳闸而切断短路电流的开关，其动触头、静触指、灭弧片等严重烧伤，都必须要作全部更换处理。这就大大增加了开关设备的损耗率，而且不得不花大量的资金去购买开关备品，极大地浪费了人力和物质资源。由于是充油设备，就存在渗漏油的情况，这将成为我们创“双达标”的主要障碍。同时由于我局近几年用于生产上的资金比较充裕，在这样的大气候下局本部将原有的少油开关全部更换为真空开关。其中包括有：(1)河南信阳高压开关厂的ZN50—10型、ZN9—10型、ZNll—30；(2).珠江高压开关厂的ZN28—10型；(3).佛山电器厂的ZNl9—10型；(4).山东淄博高压开关厂的ZN口一10型；(5).四川电器厂的ZNll—10Ⅲ型；(6).广州南洋开关厂的VK一10J25A一1型等，它们除了VK一10J25A一1和ZNll—10Ⅲ型开关是使用弹簧机构外，其他都是配用CD一10Ⅱ和CDl0Ⅲ型电磁机构。由于少油开关与真空开关所要求的分合闸速度各有不同，真空开关的速度要求不高，对所配用的操动机构不需要很大的合闸功，在改造后原少油开关配用的电磁操动机构被留作真空开关的操动机构，电磁机构由于合闸电流很大，在被用作真空开关操动机构时，提供较大的合闸功，会产生强烈的机械冲击和震动，使合闸弹跳时间加长，行程和超行程产生变化。若真空开关的触头开距变大了就会导致开关的开断能力下降，还会令开关灭弧室的机械寿命降低；若触头开距变小了就会引起开关的开断能力和耐压水平的降低。而接触行程(即超行程)保持在允许范围内是能保证触头在一定程度电磨损后仍能保持一定的接触压力，保证可靠的接触；给触头闭合时提供缓冲，减少弹跳；在触头分闸时，使触头获得一定的初始加速度，拉断熔焊点，减少燃弧时间，提高介质恢复速度。由于配用电磁操动机构造成真空开关的行程和超行程发生变化的情况。我们在实际生产过程中经常碰到这样的例子，例如110kV西区变电站的配用电磁操动机构的10kV真空开关在年度预试中，通过复测真空开关的行程和超行程，我们发现几乎全部真空开关的数值都发生了变化，超出允许标准的范围。这是非常危险的。因为真空开关的行程和超行程是保证可靠运行的重要参数，若它们不合格就会影响整台开关的工作性能，严重时可能令开关因开断不了短路电流而导致开关爆炸。所以为确保真空开关的可靠运行，建议应该采取如下措施：