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1、精选优质文档-倾情为你奉上湖南铁路科技职业技术学院毕业设计方案 课 题： 专 业： 班 级： 学生姓名： 所属院系： 指导教师： 湖南铁路科技职业技术学院教务处监专心-专注-专业目 录摘 要真空断路器是近年来新兴起的一种开关电器，在我国配电系统中真空断路器的使用愈来愈普遍。真空断路器具有多种操作方式，元件数量少，维修工作量小，使用寿命长，不易燃，爆炸性小，可靠性高，操作性好，是一种开关设备需要很少维护。本文罗列了一些平常使用中常见的一些故障现象与缘故原由举行了体系的分析，包罗了真空灭弧室的漏气问题、真空断路器分闸失灵探究了相应的预防及处理方法。并为真空断路器订定一个合理的检验计划，为真空断路器
2、的维持和正常运转提供了保证。 关键词：真空断路器、故障分析、故障处理、维护方案 绪 论真空断路器之所以成功，这与真空断路器的技巧一直的前进是分不开的。固封极注技能，便是真空断路器技能进步的一种体现。真空断路器的极柱绝缘通过了空气绝缘复合绝缘固封绝缘。这就构成了三代真空断路器。在第一代空气绝缘中，带电部件暴露在空气中作为一个整体，其绝缘与周围的湿度，灰尘和处理过程中的碰撞，这是容易受到异物的影响。在第二代复合绝缘之中，电弧室安装在环氧套管内。但这种套筒并没有把高压带电部分包起来，内里还会受尘土、潮气、昆虫等影响。第三代绝缘的固封极柱，它经过了APG工艺，使用了环氧树脂工艺，把灭弧室和高低出线端全
3、部包裹。这样，不但使断路器变小，而且不受外界因素的影响，耐候性高，环氧树脂不但为主绝缘，并且是也是它的机械支撑，其电场散布和应力散布优于种种形状的绝缘隔板布局。这三种真空断路器都有使用。此中， 由于第三代的固封极柱真空断路器的极柱固封技能是全新的技巧，在国外也只有少量建造公司掌管这类技巧，譬如ABB公司是在1997年使用了固封极柱技术开拓出VMl型免维持真空断路器。在2003年的时候，我国研共发出两款使用了固封极柱技术的真空断路器：VEP型和VSM型。第三代真空断路器使用量较少，很大部分都是使用得第二代真空断路器，受到外界成分的影响较大。绝缘老化的原因是由于操作中的热和电场应力引起的。真空开关
4、的绝缘故障的威胁是显而易见的的。在电力系统中，断路器是一种主要的电力控制设备。系统正常运行时，用于接通或切断正常工作负载电流。当体系阻滞时，它能借助断电保护装置与自动装置的组合，可主动快速、准确地割断故障电流，以阻止事故规模的扩张。于是，断路器自身的可靠性和技术要求十分重要，代表了供电系统的安全性。断路器的品种众多，但紧要结构是近似的，它包含以下几个部份：导电回路、灭弧室、外壳、绝缘支体、操作部分和传动部分等。按照所选用灭弧介质分别为：油断路器、SF6断路器、真空断路器、空气断路器及磁吹断路器等。由于真空断路器具有开端能力强、性能稳定、动作快、寿命长、质量轻、体积小、维护简单、运行周期长。适于
5、频繁操作的特点，被广泛使用。第1章 真空断路器的概述1.1真空断路器的发展高压真空断路器因其灭弧介质的特效为高真空而得名;它具备体积较小、重量较轻、可频仍操作、灭弧不消检验的长处，在配电网中利用比较遍及。成长简史 1893年，美国的里顿豪斯建议结构简朴的真空灭弧室，并且得到了专利。1920年瑞典佛加公司首先制造出真空开关。1926年发布的研究报告也体现了出真空当中分断电流的可行性，但是其分断力较小，又遭到真空技巧和真空质料的发展水平的局限，不能实际使用。跟着的真空技巧的成长，50年代美国才研制出第一批有特殊要求的真空开关,分断电流还只有4000A的程度。应为真空原料提炼技术上的提高与真空开关的
6、构造上所取得的提高，1961年，生产的真空断路器为15000V、分断电流为12500安。在1966，一个1万5000 VAC，5万7500真空断路器的制造，使真空断路器进入高电压和大容量的电力系统。在80年代的中期，真空断路器的分断已达100KA。中国从1958年入手研发真空开关，1960、西安交通大学与西安开关整流器厂联合开发了第一批67000伏，断电强度为600的真空开关;随后又制成10000伏、分断能力为 1500安的真空开关。1969年华光电子管厂与西安高压电器研究所联合制成了 10000伏、2000安单相迅速真空开关。70年代之后，我国已能单独研发与出产各种真空开关。1.2 ZN-3
7、5型真空断路器的基本结构图1.1 真空断路器内部（正面）1. 开距调整片 16.连接弹簧或电磁操动机构的大轴（正面）图1.2真空断路器内部（侧面）（侧面）2.触头压力弹簧 3.弹簧座 4.接触行程调整螺栓 5.拐臂 6.导向板 7.螺钉 8.导电夹紧固螺栓 9.下支座 10.真空灭弧室 11.真空灭弧室 12.上支座 13.绝缘子固定螺丝 14.绝缘子 15.螺栓 16. 连接弹簧或电磁操动机构的大轴1.3 ZN-35型真空断路器各部分的组成 表格 1.1真空断路器的基本组成及作用元件名称元件作用支架安装各功能组件的架体真空灭弧室完成电路的开合与开断功用的熄弧元件导电回路连接灭弧室的活动端和固
8、定端构成电流通路传动结构把操动机构的活动传输至灭弧室，完成灭弧室的合、分闸操纵绝缘支撑绝缘支撑功能部件，以满足断路器的绝缘要求操动结构断路器合、分间的能源启动装置1.3.1 ZN-35型真空断路器的真空灭弧室介绍真空灭弧室是真空断路器的重要组成部分。真空灭弧室的构成是由绝缘筒、金属板与波纹管。灭弧室的内部有一双触头，静触头事焊接在静导电杆上，动触头实焊接在动导电杆上，动导电杆在中部与波纹管的一个断口焊接在一起，波纹管的另外一端口与动端盖的中孔焊接，动导电杆从中孔穿出外壳。由于波纹管可以在轴向上自由地延伸，这样的结构可以实现在圆弧外驱动移动触点作分体式动作，而且保证了密封。图1.3真空灭弧室的原
9、理结构1动触杆 2波纹管 3外壳 4动触头5屏蔽罩6静触头外壳：外壳基本由绝缘材料与金属构成。外壳的气密封一定要好；其次是要有一定的机器强度；再有杰出的绝缘机能。波纹管：波纹管既要保障灭弧室彻底密封，还要在灭弧室外部操动时能够使触头作分合动作，容许伸缩量确定了灭弧室所能取得的最大开距屏障罩：触头四周的屏障罩紧要用来吸附挥发的金属蒸气，防备绝缘外壳因金属蒸气的玷污而引发的绝缘强度下降和绝缘破损，同时，也有利于熄弧后弧隙介质强度的快速规复。波纹管外可采用屏蔽，以保护波纹管免受金属蒸气的损失。导电体系： 定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆组成了灭弧室的导电体系。在该导柱、运行电弧
10、和固定触点的集体固定电极、可动触头和可移动的电弧和移动导电极作为活动电极，断路器在合闸时，通过可动导体杆闭合致动器，两个触点闭合，完成了电路的接通。触头：触头构造对灭孤室的开断本领有较大影响。选用有差别的构造触头发生的灭弧成效有所不同的，初期选用单一的圆柱形触头，构造虽简陋，但是开断力不足，只能对10000A以下电流进行开断。目前，有三种类型的螺旋结构，螺旋触头和纵向磁化杯结构接触，以纵向磁场，杯状结构和接触为主要。1.4 ZN-35型真空断路器的原理及优点原理:真空断路器是使用真空具备优秀的绝缘机能和耐弧机能等特征，把断路器的触头部分安置在了外壳内而制成的断路器。真空断路器拥有体积较小、重量
11、较轻、噪音较小、容易安装、维持便利等长处。尤为适用于经常操作的电路当中。真空灭弧室当中电弧的燃烧是因为真空断路器刚分闸的时候，触头外观蒸发金属蒸汽，游离而造成的电弧所形成的。真空灭弧室在电弧柱压力下，织构密度差较大，所以金属气弧柱（带电粒子）会迅速扩散到触点，加上去自由，而电弧柱则延长和衰减，从而获得更好的冷却，电弧快速熄灭，介质绝缘的强度得到规复，从而来中止电弧的重燃。优点：真空断路器的优点不仅是无油配置，并且还体现在它拥有较长的电寿命、机器寿命、开断绝缘本领大、持续开断本领较强、体积较小、重量较轻、可频繁操纵、免除失火、运转维护少等益处，迅速得到电力部门、操作、检验和技术人员的认可。1.5
12、 ZN-35型真空断路器的故障危害真空断路器是在真空泡内进行开断并灭弧，它的真空度影响着真空断路器开断过电流的能力。真空度为PA，其次是真空气泡破碎次数的增加和添加时间的使用，受外界因素的影响，真空度逐渐下降，下降到一定程度，会影响破断能力和其压力水平。由于真空断路器自身并无定性、定量监测特征的作用，是以真空度降低为隐性故障，它的危害是大于显性故障。当真空断路器的真空度下降时，会影响真空断路器的使用，致使断路器的寿命快速降低，低到一定程度还会引发开关爆炸。1.6 ZN-35型真空断路器的安装要求（1）在安装前，真空断路器应进行检查和检查，真空灭弧室，所有部件和部件应完整，合格，无损，无异物；（
13、2）各元件安置的紧固件规格必须严格实行安设工艺规程要求；（3）检查两极之间的距离，上下网点的位置必须符合相关专业技术要求；（4）所使用的工具必须清洁，并符合装配要求，拧紧灭弧室附近的螺钉，不得使用活扳手；（5）转动部件和滑动部件应自由移动，摩擦部件应涂上润滑脂；（6）总体安装调试及格后，要清除干净，每个零部件的可调部位都要用红漆做上记号，出线端的接口上要涂抹上防腐油脂。第2章 ZN-35型真空断路器的故障分析与检修2.1 ZN-35型真空断路器常见的几种不正常运行状态2.1.1 真空断路器真空泡真空度降低真空断路器是在真空泡内进行开断电流并灭弧。因为真空断路器自身并无定性、定量监测特征的装配，
14、由此真空度降低的故障不容易被发现，它的危险水准远远高于别的显性故障。真空度下降的主要原因是：波纹管材料在真空泡或制造过程中，经过多次操作有泄漏;真空气泡在材料或制造过程中存在问题，真空气泡本身存在微小泄漏;在操纵分体式真空断路器时，因为操作杆的间隔较大，将影响着真空断路器的同期、弹跳、超行程等特征，致使真空度下降加快。真空度的下降将影响真空断路器的寿命，当真空度较低时还会引起爆炸，因此在举行真空断断路器的定期检修时，真空气泡的真空试验必须用真空试验机进行，以确保真空气泡具有一定的真空度;在真空度下降时，一定要替换真空泡。2.1.2 真空断路器弹簧操作机构合闸储能回路故障弹簧操动机构合闸电路故障
15、的现象如下：合闸后不能实现开关操作，不能停止储能电机的运行。原因是行程开关的位置偏移，行程开关是不是被破坏。在合闸储能不足的状况下，假如路线产生事故，真空断路器拒分，导致事故扩大，扩张变故的规模;如果储能电机损坏，真空断路器不能开关。工作人在进行倒闸操纵时，要注意观测合闸储能的LED灯，来判别合闸储能的情形。检查工作完成后，维修人员要进行2次开启操作，以确保断路器处于健康的形态。2.1.3 真空断路器分合闸不同期，弹跳数值大这是一个隐藏的故障，它必须通过特性测试仪测量得到相关数据。呈现这类故障是因为：真空断路器本质机器性能较差，屡次操纵后，因为自身的缘故致使不同期，弹跳数值较大;分体断路器由于
16、操作杆距较大，开关力向接触时，各相之间存在偏差，产生不同的周期，弹跳值过大。如果同一周期或弹簧值过大，会影响真空断路器的断开功率，影响真空断路器的使用寿命。因为分体式的真空断路器拥有许多妨碍隐患，使用一体式的断路器替换真空断路器;定期维护操作必需用特性测试仪来测试相关特性，发现有关问题。经过对真空断路器的习见故障剖析和办理经验的归纳，能够引导动力厂做好真空断路器运转、维持、检验等事情，保障真空断路器的安全、可靠。2.2 ZN-35型真空断路器的真空灭弧室漏气问题2.2.1 故障现象与原因真空断路器的特点是真空电弧，不在任何真空下，但在一定的真空范围内，具有优良的绝缘和灭弧功能。真空开关里面的真
17、空度通常在6.510-1.310 Pa范围内。真空灭弧室的不一样、动静触头构造的差别、屏障罩的工艺差别、外壳原料的差别、波纹管材料和加工方式的差别等，都会直接影响着真空灭弧室的机能。我国的真空技术能够保证真空开关的真空度，密封技术可以保证无泄漏，保证真空度。真空断路器的电寿命由真空灭弧室的电寿命决定。高压真空断路器的应用或保持污染水平、湿度、盐雾环境等选择不合适、有害气体、冷凝引起的波纹管、波纹管的点蚀，可导致盖板和密封面泄漏。伴随着真空灭弧室利用时间的增长与开断次数的增长，它的真空度也渐渐的降低，降低到一定的水准将会影响它的特性。真空断路器的触头基本是对接式构造，在拆分动作时，有可能出现反弹
18、现象，无论开关还是弹跳，都会对操作造成危害。当开关的命中率和冲击力过大时，弹簧的接触变形和导电杆就会发生，甚至出现裂纹，反弹会导致波纹管受到强制波动而产生裂缝，从而导致电弧室泄漏。真空断路器是在真空泡内进行开断电流并灭弧，而真空断路器本身事无定性、定量监测真空度特性的装配，是以真空度下降为隐性阻滞，它的危险远远高于显性故障。真空度下降将严重影响着真空断路器的开断过电流的本领，并致使断路器的寿命急速下降，严重时会引发开关爆炸。2.2.2 故障预防真空断路器在运用的过程中必需测量灭弧室管内的真空度。当前检查方式有：定期检查玻璃室和真空灭弧室，一般时里面的屏障罩的外观色彩很明亮，在开断电流时会发出浅
19、蓝色的光。当真空度下降很严重时， 内部颜色就会变得灰暗，开断电流时将发出暗红色弧光。按期进行一次工频耐压实验(42000V)。当动静触头坚持额定间隔条件下，假如工频耐受电压不小于额定工频耐受电压，则讲明真空度时足以使用。假如在加压过程当中，在真空灭弧室的内部发生了连续击穿或者辉光放电，则讲明真空灭弧室已经不能使用。2.2.3 故障处理确保高压真空断路器的超行程、触头行程都在划定范畴，公道的选取利用和积聚情况，是处理真空灭弧室漏气事故的重要方法。真空断路器在安设或检验时，要严厉地执行产品安设说明书中请求调整衡量触头的超行程。真空灭弧室的触头表面在经由屡次开断电流后会被电流损坏，触头路程增加，也就
20、像波纹管的劳动行程增加，波纹管的寿命将会快速降低，平时许可触头磨损值为3毫米当累计的值高出3毫米，真空灭弧室的开断机能与导电机能都会降低，说明真空灭弧室的已经不能继续使用。为了能穿上可以精确控制每个真空灭弧室的价值，必须从每个预防性试验或检修断路器开始安装，可以准确地测量距离和位置的比较，当接触磨损后的累积下降值是累积接触磨损值。新的断路器在投运前应测试分切速度，因为它既能创造原始技术数据，又能及时知道产品质量问题，便于采取措施。当真空度下降时，必需替换真空泡，或替换真空断路器，并且做好路程、同期、弹跳等特征实验。2.3 ZN-35型真空断路器分闸失灵2.3.1 故障现象与原因现象：(1) 当
21、场手动分闸失灵； (2) 断路器的远方遥控分闸失灵； (3)事故时的继电回护动作，但断路器始终分不下来。原因：(1)分闸线圈断线； (2) 分闸操纵回路电路断开； (3) 操作电源压降； (4)分闸线圈电阻增长, 分闸力下降；分闸顶杆弯曲，分闸时出现卡 涩现象，分闸力下降； (5)分闸顶杆的变形十分严重，导致分闸时卡死2.3.2 故障预防如果操作员发现开关不开，检查电路是否断开；操作人员应注意测量制动线圈的直流电阻，检查开关杆是否有变形；如果分闸顶杆的材料应为铜，应用钢代替。为了保证断路器的可靠性，必须进行低压开闭试验。2.3.3 故障处理(1) 检查门绕组是否断开；(2) 检查门电路是否断开
22、；(3) 检测操作电压是不是正常；(4) 测量门线圈的电阻是否合格；检查开关杆是否变形；(5) 用钢质分闸顶杆替代铜质，以避免变形。 第3章 ZN-35型真空断路器的维护3.1 ZN-35型真空断路器的维护由于灭弧室的质量优于油开关，所以断路器的性能有了明显的提高。安装和维护简单，但它不是免维护”。真空断路器必需按期维护和检测，其项目以下：检查项目检查方法检查真空灭弧室是否漏气。真空断路器的灭弧性能的好坏是由其灭弧室的是否高度真空来决定的，是断路器主要部件，真空断路器的机能和寿命，主要由真空灭弧室密封性能的好与坏所缺点，因此，真空灭弧室必须防止泄漏，而弧室真空必须依靠严格的生产工艺和出厂检验来
23、保证。一般情况下真空灭弧室屏障罩等部件外观色彩通亮、干净，难氧化，难污染。如果灭弧室泄漏，接触表面失去金属光泽，变暗，当电流断了，暗红色的电弧将被发送出去，这是红灯，一般真空灭弧室漏气。使用真空度测试仪对其进行检测，有效性是很高的。检查测量断路器的超程和行程。真空断路器的超路程是检测触头磨损的重要依据，超路程的削减，便是触头的磨损量，国产各类型号的10000V 真空灭弧室的触头路程为 12毫米 左右，超程为 3mm。当触头磨损量累计超过 4mm时，应更换灭弧室。于是，必须严格控制触点的距离和距离，每次调整过冲必须记录每一次行程。检查测量导电回路的电阻值。灭弧室内动静触头间的电阻与触头间的压力相
24、关，在一定范畴内，压力愈大，碰触电阻愈小愈巩固。于是，真空断路器应对直流电阻进行检测，真空触头的接触电阻一般基本不高于40微欧，每个相导电回路的接触电阻都不高于100微欧。检测真空断路器的接线是否松动。检测真空断路器的接地线是否有松动的征象，辅助开关是不是良好，回路线是不是松动，会直接的影响断路器的控制和庇护动作的可靠性。检查运行传动机构。检查运行机构传动部分的润滑状况，经常检查断路器，合闸部位是否磨损，如有异常，应及时维修，并对转动部件和运动部分定期润滑机构。清洁元件清扫吸附在导电部分及绝缘子上的灰尘，保持清洁干净。3.2 ZN-35型真空断路器的合理检修计划对于高压真空断路器的定期维护，有
25、以下几个方面：需半年检修 1 次的有：检修项目检修原理高压真空断路器的驱动机构检查高压真空断路器驱动机构的外观，清理润滑脂，拧紧紧固件；传动机构的检查是为了保证断路器的可靠性和可靠性；清洗断路器，使其干净，保证安全运行；采用润滑脂使机构灵活，减少摩擦磨损。线圈铁芯检测合闸线圈铁芯是不是卡死，合闸功率是不是足够，掣子过死点的情形。销子销子情况：片状销子是不是磨损过薄；柱状销子是不是卷曲或者有松脱的可能。缓冲器缓冲器：液压缓冲器不漏油，油量少或失去功能；弹簧缓冲液是不是起作用；跳闸铁芯是不是活动自如。绝缘组件如果在绝缘组件的任何可见的缺陷，应使用2500V摇表测量绝缘确定是否更换并记录绝缘。检测直
26、流电阻使用双臂电桥检测合闸后的直流电阻（不高于40欧姆）并记录，若电弧高于40欧姆，应更换灭弧室。检测灭弧室检测灭弧室有没有破裂、内部零件有没有老化；检测二次线路并且检测二次线路的绝缘电阻。需 1 年检修 1 次的有：检查项目检修原理特性实验合闸时间：使用直流电磁0.15秒，弹簧的能量大于0.15s；超过0.06s关闭时间；三项分闸的同期性不小于2ms。触头弹跳合闸触头弹跳时分5ms；均匀合闸速率 0.55ms0.15ms。工频耐压实验平衡分闸速度1m/s0.3m/s。额定绝缘水平的测量，一般只测1min工频电压42KV，无闪络；没有条件可以测量没有真空，但工频耐压相间和骨折之间的电压试验必须
27、做，需要42kv或更高（无工频条件可由直流）。使用5到10年的真空断路器是由制造商调整的接触距离，接触距离，油缓冲器的旅行，和中心距离，三门同步，关闭接触压力，接触弹跳时间，总允许磨损厚度。结 论使用5到10年的真空断路器是由制造商调整的接触距离，接触距离，油缓冲器的旅行，和中心距离，三门同步，关闭接触压力，接触弹跳时间，总允许磨损厚度，是生产工作中的一个重要环节。真空断路器这新一代的先进开关装置在渐渐得到普及的利用，但随着它的利用的增加，也无法避免呈现出的缺陷率和故障率在升高的征象。当前真空断路器故障多种多样，除了本文剖析了少许常见故障外，在平常应用中仍然会发现一些新的问题，为使真空断路器可
28、靠工作，工作人员应该加强巡视和加强日常的维护，及时找出问题，不能解决的及时汇报解决。检测人员应该严厉的实行电气预防性实验，严格按规章要求，保证检修的质量，抬高设备的健康程度，防止事故的产生。参考文献1 黄达.电力工程电力设计手册M.水利电力出版社，2006.2 电业安全工作规程 .(发电厂和变电所电气部分)国家行业标准.3 刘玉福.高压真空断路器故障分析与排除J.电工技术 ，2012(3).4 乔久菊.真空开关的应用及维护J.青海电力.2010.5 孟凡钟.真空断路器使用技术M.中国水利水电出版社.2009.6 黄汉树，王东.真空断路器设备检修规程P.QJ/ND 07.101-2010.201
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