真空断路器操作过电压的防范.doc
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行业资料:_真空断路器操作过电压的防范单位:_部门:_日期:_年_月_日第 1 页 共 10 页真空断路器操作过电压的防范真空断路器具有灭弧电压低、灭弧能力强、分断速度快、开断容量大、使用寿命长、适应频繁操作等特点。已在电力、冶金、化工等领域广泛应用。但真空断路器在开断过程中会产生过电压,若在运行中使用不当,也会造成断路器爆炸等事故,给安全生产带来重大影响。1过电压产生的机理1.1截流过电压真空断路器在开断负载设备时,会在电流过零前提前熄弧,产生截流现象,即di/dt,于是在负载设备上将感应出相应的截流过电压,即幅值与断路器的截流水平和负载特性有关。在同样负载下断路器的截流值越低,过电压幅值越小。1.2多次重燃过电压在真空断路器开断电气负载时,当灭弧室触头在工频电流过零时分离熄弧。由于断路器触头开距小,在恢复电压的作用下将发生重燃。大家知道,对于电气负载均存在着L-C回路,电弧重燃将会在回路中出现高频电流。在高频电流过零时,电弧又将熄灭。由于触头开距小,又会产生新的振荡,再次将触头间隙击穿,导致电弧多次重燃。这样,在回路中将会出现高电压,其过电压幅值随重燃次数增多而增高。这种重燃可能在开断过程中重复发生多次,其过电压值将较高。实际上,过电压值受断路器动作瞬间工况的限制,但其电压幅值也在4倍相电压左右,对电器负载的绝缘将会造成危害。1.3同时开断过电压当真空断路器运用在开断电机回路时,由于断路器的截流现象,加上电机回路都存在着互感和电容,将引起电弧的重燃与高频振荡。当第一相开断后,高频电流将通过相间互感和电容耦合到第二、第三相上与原有的高频电流叠加,形成三相电流同时过零点。第一相熄弧时,强迫第二、第三相电弧强制截断,出现较高过电压。2过电压的防范2.1使用截流值较低的断路器由于真空断路器的截流过电压与断路器的截流值有关,截流值越小其过电压幅值越小。而断路器的截流值与断路器触头材料有关,因此在断路器设计选型时应特别注意选择合适的触头材料,以降低断路器的截流值,减少截流过电压。目前,灭弧室触头材料多为铜铬合金,截流值为1A左右。2.2使用R-C阻容回路吸收装置真空断路器的多次重燃过电压,与负载回路中存在L-C振荡而出现高频电流有关,因此使用R-C阻容回路可有效地限制过电压。R-C回路不仅能限制截流过电压的幅值,而且可降低多次重燃过电压的上升陡度。该装置由电阻和电容构成。电阻R的作用是增大衰减系数,消耗高频振荡电能,电容C的作用是限制过电压波头陡度。但使用R-C阻容回路不能完全吸收过电压产生的能量。如:6kV系统所能承受的过电压值Uq约为15kV,取断路器的截流值Ij=1A;动作时间Td=2ms;则其过电压产生的能量为:Qc=IjUqTd=1152=30J取R=100?U=12kVC=0.2礔,则R-C回路所能吸收的能量为:Qx=1/2CUU=1/20.21212=14.4J可见,过电压产生的能量R-C装置不能全部吸收。当然增大电容C,过电压值将明显下降。但目前大电容质量尚有问题,因此C值一般取0.10.2礔。2.3使用过电压保护器过电压保护器能较好的限制过电压。目前较普遍使用氧化锌避雷器作为过电压保护器。但氧化锌避雷器对于小电流接地系统还存在一些问题:一是运行电压偏低;二是承受不住间歇性过电压和谐波过电压;三是不能很好地发挥氧化锌避雷器的优势。在电动机回路使用氧化锌避雷器时,因其接在相与地之间,其保护范围是相与地之间的过电压。而电机回路的过电压存在于相与相之间,因此它不能很好地保护电机绝缘。采用组合型避雷器,可有效地限制过电压,达到理想的保护效果。第 4 页 共 10 页真空断路器的常见故障及处理方法故障现象: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)分体式真空断路器,如使用电磁式操作机构的真空断路器,在操作时,由于操作连杆的距离比较大,直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性,使真空度降低的速度加快。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。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;(2)选用本体与操作机构一体的真空断路器;(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;(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。2、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;(3)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。原因分析:(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。4、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:(1)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。5、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。随着真空断路器的广泛应用,不少10kV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。由于这几年在真空断路器的检修、维护工作中,使用真空测试仪、特性测试仪等先进的科学仪器进行测试,使藏而不露的问题以科学数据的形式显现出来。在处理这些问题的过程中,也积累了一些经验,做到了综合性检修,防患于未然,保证了真空断路器的安全可靠运行。第 9 页 共 10 页行业资料本文至此结束,感谢您的浏览!(资料仅供参考)下载修改即可使用第 10 页 共 10 页- 配套讲稿:
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