10KV真空高压断路器故障特点以及诊断措施

10KV真空高压断路器故障特点以及诊断措施

王宁

大唐延安发电有限公司  陕西省延安市  727506

摘要：10KV真空断路器的触头间绝缘，通过真空实现，加之其灭弧介质的特性，使其本身各零部件在运行期间，均具有密封性较好的绝缘外壳，呈现出较高的环保优势和安全性特点。同时，真空高压断路器还具有燃弧时间短、使用期限长等特征，因此被广泛应用于配电网和变电站当中。10KV真空高压断路器故障直接影响设备运行安全。对此，本文分析了10KV真空高压断路器故障特点，并研究了不同故障诊断措施，希望能够对相关工作提供一定帮助。

关键词：10KV真空高压断路器；故障特点；诊断措施

引言

10KV真空断路器，使用高真空介质材料，其具有重量轻、尺寸小的特点，所以在配网中被广泛应用。在真空高压断路器中，包括真空室、触头、操作面板、操作机构等基础部件，这些部件在运行期间，都可能出现不同的故障问题，常表现为分合闸失败、真空度不饱和、绝缘老化等现象，这就需要相关人员做好真空高压断路器的故障诊断工作，实现从选型、安装到定期检修的全方位管理。

1. 10KV真空高压断路器故障特点
   1. 真空度不饱和

真空度不饱和故障问题，在10KV真空高压断路器中较为常见。该故障类型，一方面受制作工艺的影响，一方面受其结构设计的影响，若工艺不达标，出现气泡或漏点，设计不合理，使其运行中易受碰撞等，均可能导致真空度不饱和。真空度不饱和故障检测难度通常较大，不易被发现。真空度不饱和问题，会严重影响断路器中电流开断等运行标准，影响断路器使用期限，甚至造成安全事故问题。

1.2分合闸失败

分合闸失败的故障问题，一方面由于断路器内触点较多，触点之间发生不良接触，使得电压降低而导致的；一方面则是由于触点出现接触不良甚至烧毁问题，使得设备控制功能失灵所导致[1]。另外，出现机械故障，也会使得合闸动作受到影响，即便电路故障后，断路器能够发出反应，但仍会存在合闸失败现象。

1.3电机失灵

真空断路器运行期间，一旦检测到故障，断路器就会自动合闸，在此期间，储能电机就会开始储能工作，直到达到额定值后，将弹簧弹开，产生跳闸行为。在此动作进行的过程中，断路器机械臂会对行程开关作用，弹开触点，停止储能电机动作，线路也停止供电。而若是电机出现故障，无法储能，行程开关也就无法被弹开，进而出现电机失灵现象。

1.4绝缘老化

当前使用的真空断路器大多采用复合绝缘方式，利用环氧树脂，保护灭弧室。而这种绝缘形式，存在着无法将电压较高的带电部分全部包裹的问题，进而使得其中暴露在外的部分，容易受到环境影响。在此环境下，绝缘工作过程产生的电场应力值和热量也会使其老化速度加快。

2. 10KV真空高压断路器常用诊断方法
   1. 机械特性测试

真空高压断路器应用前，应针对电力系统动作机械性能测试。首先，检查分闸合闸线圈回路、电流、电压等情况。其次，检查断路器动触头运行速度和行程、操作次数和机械振动等。通过机械特性测试，判断断路器是否有质量问题，分析是否会出现故障现象。

2.2温度在线监测

由于设备运行期间，高压开关柜不能打开，所以其内部温度也无法高效控制，因此温度监测至关重要。对于高压开关柜的温度监测，重点集中在断路器触头和母线连接位置，使用传感器设备，提高检测精确度。技术人员可使用光微薄温度传感器或石英传感器等进行温度监测，通过硅片、石英晶体作为温感元件原料，以光纤运输方式，提高温度监测精准度。

2.3绝缘性能检测

真空高压断路器设备当中，核心部件之一为高压开关柜，若其出现放电问题，将严重影响电网运行。所以，对高压开关柜中各部件，做好绝缘检测至关重要。在实际运行过程中，由于接触不良或绝缘问题所导致的故障最为常见，也最不易被发现，因此，在检测过程中，可通过故障初期会产生放电现象的特点进行，确定故障位置[2]。此外，技术人员还可在供电恢复前，依次排查高压开关柜，做好凝露试验等，及时更换不符合规范的材料设备。

2.4电气性能检测

电气性能检测的重点目标，在于灭弧室的真空度。对真空度的检测方法多种多样。当前，对于真空灭弧室的真空度检测方法，通常使用安装旋转式电场探头的方式进行，利用其高敏感度优势，保证真空度检测的准确性。

3. 10KV真空高压断路器不同故障诊断措施
   1. 针对真空度不饱和故障诊断

要想充分诊断并及时发现真空度不饱和故障，首先需对真空断路器进行定期巡检，全方位检查真空泡工作状态。检查过程中，以其是否存在放电现象为基本参考，判断真空泡是否存在故障。若检查中发现放电现象，则证明断路器真空度仍未达到标准，存在不饱和现象，需及时更换。其次，在定期检查过程中，还需要使用专业的真空度监测设备，测定断路器的真空度值，保证其在运行期间始终保持在标准范围内。若发现有真空度异常现象，要及时更换，并重新安装，做好检测。

3.2针对合闸失败故障诊断

合闸失败问题，包括电气故障和机械故障两种类型。若重新合闸断路器，仍无法正常合闸，则证明需进一步检查断路器电路。若检测中，发现电气回路无异常现象，且断路器仍然无法正常运行，则可判断其为机械故障。针对该故障类型，就需要断电处理，将地刀合上，检查机械部位是否存在问题。真空高压断路器的分闸失灵更为严重，其也受电气和机械两方面影响。若为电气故障，则表现为接触不良，线路容易被烧坏，电压较低，在额定值65%以下

[3]。机械故障则由于传动部位或铁芯故障影响。在诊断期间，应首先对真空高压断路器的内部进行除尘工作，在此基础上检查其运行状态。检查真空断路器的合闸电磁体，观察其阻值是否正常。对于卡壳部位，涂抹润滑油，使其更加光滑，在此基础上，定期检测，更换严重磨损部件，保持断路器稳定运行。

3.3针对电机失灵故障诊断

对于真空高压断路器的电机失灵故障问题，在诊断和解决的过程中，可采用四种方式：1）提高回路的可靠性，分析判断所接线路是否可靠，防止出现重复操作引起的滑落或振动问题。2）做好辅助开关的安装，加强防腐处理，避免其出现窜动或锈蚀问题。3）加强日常维护，做好电机的防锈蚀处理，将电机杂质清除到位，并定期进行润滑处理。对于销或轴等关键部位，要及时旋转和清理。4）回路故障处理中，可使用外用表，检查二次插头是否完全接通。若电路处于接通状态，则证明地盘辅助开关出现了故障；若为非接通状态，则证明二者间的二次线出现故障。

3.4针对绝缘老化故障诊断

对于真空高压断路器的绝缘老化故障处理方式有多种，常采用固封极柱方式加以处理，利用APG技术工艺，借助环氧树脂，封堵断路器的灭弧室。通过有效封堵可避免潮气或灰尘等进入到灭弧室内，同时，还能够减小灭弧室的尺寸，提高设备的耐气候性。另外，还需加强绝缘装置的预测分析和寿命管理等工作，对绝缘设备做好定期检查维护，严格按照相关规定，保证检查检测的规范性和科学性，确保及时准确地诊断出绝缘老化故障。

4结论

在社会高速发展的环境下，各行各业的用电需求持续增加，且对电力系统的稳定性和供电质量提出了更高的要求。在此背景下，电力行业只有不断提高缺陷处理能力，才能更好地满足发展需要，维护电网安全运行，为用户提供便利。所以，设备维修改造工作往往是工作重点。而在其中，10KV真空高压断路器由于其特殊地位和重要性，一旦出现故障将严重影响系统稳定运行，所以，做好真空高压断路器的故障诊断，强化故障解决，及时采取有效措施消除安全隐患尤为重要，可有效提高供电可靠性。

参考文献：

[1]赵小平,马晟,马小荣. 10KV真空高压断路器故障特点以及目前常用诊断办法[J]. 电子测试,2022,36(12):108-110.

[2]盖曜麟. 基于改进SVM算法的高压断路器故障诊断[D].内蒙古农业大学,2021.

[3]李龙,吴高林,张施令. 高压断路器故障诊断的经验模态分解法应用[J]. 电气传动,2020,50(01):8.