10kV主变进线柜缺陷的处理
目前,电力系统中10kV真空开关已大量使用,10kV真空开关作为新一代的、先进的开关设备自1993年以来在广州电力工业局得到广泛的应用。较之10kV油开关,它具有开断容量大,灭弧性能好,机械电寿命长,运行维护量小,检修周期长等特点,但出现故障的情况也时有发生。 1.调试及交接试验
在今年密山市鑫能热电厂主变进线柜进行调试时,柜内真空断路器及母线绝缘出现异常现象。该厂主变进线柜真空断路器型号为ZN28A-12,电压为12kV,段流量为31.5kA,其中真空断路器的分闸/合闸时间、触头接触电阻、绝缘电阻、合闸时触头弹跳时间均已满足试验要求。对真空断路器进行断口耐压时发现A、C相真空泡底部发出淡黄色光,当试验电压增加到4.2kv时有拉弧现象产生。对其进行破坏性试验时,拉弧现象非常明显。真空断路器的真空泡在正常情况下,在整个寿命期内都是密封的,所以可以保证很高的真空度,在断路器操作过后,真空度也不会降低,这就保证了额定电流和额定开断电流值不会降低,有效地提高了断路器的可靠性。在产生电弧时,由于会产生金属气体,断路器的触头会有一些磨损,但是这种磨损程度很小,完全在可控范围内,在要求的机械操作10 000次寿命期内是彻底免维护的。因此,可以说真空断路器正常的使用寿命可以达到几百年,也就是说我们最终可以确定为真空断路器的真空泡真空度不够,属于质量问题。在对10kV主变进线柜母线耐压时,发现柜内有2处明显放电现象,铝排进入柜内与柜本体的安全距离不够,导致铝排对柜体内下挡板放电。
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2.真空断路器本体方面的问题 2.1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。
2.2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。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。可以说弹跳最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。 2.3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。主要作用是保证触头在一定程度的电弧烧损后电连接间
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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。 2.4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。
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稀少,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
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