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真空断路器应用中的思考 |
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| 真空断路器应用中的思考 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:12:39  |
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李蔚萍 陕西省地方电力集团公司 (710054)
真空断路器由于灭弧能力强、电气寿命长、现场维护方便、技术含量高等优点，在电力系统基本建设及无油化改造中，对40.5kV及以下电压等级的开断设备选型，而被广泛应用，为高压断路器选型的首选设备。而任何一种新产品、新技术的开发应用都不是万无一失的，必然存在一时的不足之处，都有一个逐步完善的过程。真空断路器的普遍应用，对某些问题仍应慎重对待、合理选择，确保电力系统的安全运行。
1 真空断路器应用中的问题
（1）关于"免维护"的问题。当前，在对真空断路器的广告宣传、产品样本及使用说明书中，普遍谈到该产品"免维护"一词，实际上这是不现实的。高压真空断路器由于安装有质量相对较好的真空灭弧室，其电气性能和机械性能均有明显的提高，现场安装、维护比较简便，但也绝不是"免维护"。每一种形式的真空断路器，从结构上来讲，都是由上百种零部件组成，而这些零部件中生产厂只可能对部分零部件自行设计、加工，而相当一部分则是依靠外协。这些零部件的材质选型、工装、工艺、检验等各个环节都关系到整体产品的电气和机械性能，因此"免维护"这一提法欠妥，对真空断路器的应用是一种"误导"。依据标准的要求，应为"维护量小"、"不检修周期长"比较妥当。
（2）机械寿命。机械寿命是高压真空断路器产品质量的主要考核指标。根据相关资料报道，国家高压电器质量检测中心对国产高压真空断路器进行过6次（1993、1995、1996、1999、2002及2003年）监督抽查，其合格率分别为83.3％、91.3％、58.8％、60％、57.1％及78.6％，此情令人堪忧。其中一个主要问题是机械寿命达不到企业标准规定值，机械特性主要参数也超出产品技术条件规定范围。
通常一台高压断路器都是由数百只零部件组成，而每一个零部件的加工和工艺缺陷、相互配合链接咬合都将直接影响到高压断路器的机械特性。同时与操动机构配套的辅助开关、微动开关、减速器、接线端子等绝大部分都是外协件，存在有一定的分散性，质量难以达到100％，这些问题，都是直接影响真空断路器机械寿命的主要因素。有些真空断路器机械寿命标称3万次，有的甚至达到6万次或者10万次之多，这样的宣传令人疑虑。就当前国产真空灭弧室及与之配套部件能过关吗？产品真正的机械寿命试验通过了吗？所以，在高压真空断路器的选型应用中，不宜轻信产品说明书的不实之词，应以实际试验报告为依据，如果能够安全可靠地动作2万次，就足以满足运行现场的应用要求了。
（3）断口的工频耐压。目前真空断路器中灭弧室真空度的在线监测仍无成熟的技术手段，许多科研单位对真空灭弧室真空度的在线监测仍处于研制开发阶段，在实际应用中，应以对灭弧室断口定期的工频耐压作为真空断路器断口间绝缘介质强度的判断依据。灭弧室真空度的下降可能使断路器在分闸时动、静触头之间产生放电击穿，严重地威胁着高压真空断路器的安全运行。所以，在真空断路器检修工艺规程中，明确规定有对真空断路器灭弧室工频耐压试验的周期和标准，在应用中必须给以重视，不宜轻信某些制造商宣传的误导。
(4)额定电流值和额定短路电流值的选择。额定电流值和额定短路开断电流值的选择，应以电网的实际容量为宜，尽可能地克服取值保险系数愈大愈好的倾向。取值过大不仅造成大马拉小车极不经济的情况，同时也将影响开断小的感性或容性电流性能，导致截流过电压的发生。据相关文献报导，我国运行中的10kV电网额定电流在2000A及以下的约占总馈路数的93.1％，故而对额定工作电流的选择应以2000A及以下为主。对于最大短路电流值的选择应依据"城市网络规划与改造导则"(1993年228号)文件中给出的10kV为16kA、35kV为16kA为宜，避免盲目追求过大的保险系数。
（5）使用环境温度。高压真空断路器的使用环境温度多数标称都为－30℃～＋40℃。在实际使用过程中，当环境气温较低时，断路器传动机构的摩擦力明显增大，常温情况下断路器的分、合闸操作力显然满足不了克服低气温时机构的摩擦力要求，导致分、合闸不能到位。如果此时开断、关合短路故障电流时，势必会出现异常，甚至发生爆炸。所以，对于产品说明书中注明的使用环境温度在特殊使用环境现场，应追究环境温度下限值进行合、分闸速度的试验，验证合格后即认可，绝不应盲从。
（6）绝缘故障在真空开关设备中仍居首位。据相关文献报道，1998年至2002年我国运行的高压开关设备共发生绝缘故障398次，其中6～35kV绝缘故障共300次，占总绝缘故障的75.4％。而6～35kV高压开关设备绝缘故障中，真空开关设备的绝缘故障共138次，占绝缘故障的46％，仍然居多。所以，制造部门必须认真贯彻执行全面质量管理体系，提高工艺水平，保证装配质量，提供合格的产品及备品备件。运行部门应强化平时的维护检查，发现隐患，及时消除缺陷，严格执行预试规程要求，保证检修到位，确保修试质量，提高设备健康水平，绝不能对运行中的真空开关设备掉以轻心。
(7）辅助开关问题。辅助开关的故障，不仅会造成系统停电和扩大事故范围，同时还有可能使分、合闸线圈烧损，甚至造成设备毁坏或者人身伤亡事故，为此有关上级部门曾召开对辅助开关的专题研讨、分析论证会议，确定改变传统的辅助开关唇型插入式结构为对接滑动型结构。
据1998年至2002年我国运行中高压开关设备故障统计分析，在柜误动故障中，分、合闸线圈烧损76次、辅助开关故障35次，占误动故障的55％，可见辅助开关转换不灵、腐蚀、断线、受潮、接线端子松动等仍为高压开关设备运行维护中不可忽视的问题。对真空断路器也不例外，检修维护必须到位，尽可能使用对接滑动型辅助开关为佳。
2 真空断路器的应用展望
随着计算机技术、电子技术、通讯技术和传感器技术的迅速发展，真空断路器在电力行业已被广泛应用，高压开关设备的智能化水平日益提高，真空断路器在产品制造过程中，应不断完善产品结构设计、提高制造工艺水平、保证装配质量、提高设备运行的可靠性。高压真空断路器在智能化选型、优化设备状态检修、降低运行维护费用、加速电力系统自动化控制、建立科学合理的状态评估系统中产生积极的促进作用，应用的前景是比较乐观的。
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