真空断路器

触头在高真空的泡内分合的断路器。

“真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。

真空断路器的结构

真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。

真空断路器技术参数

参数名称 单位 型号
ZN28-12/1250-20 ZN27-12/1250-31.5 ZN27A-12/3150-40
电压参数
额定电压 kV 10
最高电压 11.5
绝缘水平
工频耐压 极间、极对地 42
断口间 48
冲击耐压 极间、极对地 75
断口间 84
电流参数 额定电流 A 1250 1250 3150
额定短路开断 kA 20 31.5 40
额定峰值耐受电流 kA 50 80 100
4S短时耐受电流 kA 20 31.5 40
额定短时关合电流(峰值) kA 50 80 100
额定单个电容器组开断电流 A 630 800
额定背对背电容器组开断电流 A 400 400
寿命 额定短路开断电流次数 次 50 50 30
机械寿命 次 10000
其它 额定操作顺序 分-0.5s-合分-180s-合分 分-180s-合分-180-合分
全开断次数 不大于60
配用操动机构 CD或CT机构

真空断路器的机械性

（运行参数） 序号 机械特性参数 单位 ZN28-12/1250-20 ZN27-12/1250-31.5 ZN27A-12/3150-40
1 触头开距 mm 11±1.0 10±1.0 11±1.0
2 接触行程 mm 4±1.0 3±0.5
3 触头接触压力 N 1500±200 3000±200 5000±300
4 平均合闸速度 m/s 0.6±0.2
5 平均分闸速度 m/s 1.1±0.2 1.1±0.3 1.1±0.3
6 合闸弹跳时间 ms <2
7 分、合不同期性 ms <2
8 合闸时间 ms <100
9 分闸时间 ms <60
10 主回路直流电阻 μΩ ≤60 ≤60 ≤20
11 动静触头累积允许磨损厚度 mm 3.0
为满足真空灭弧室对机械参量的要求，保证真空断路器电气机械性能，确保运行可靠性，真空断路器须具有稳定、良好的机械特性。主要机械特性列于上表，亦以三种断路器技术指标为例。 4.各机械特性对产品性能的影响 产品机械特性的优劣，对产品各项电气性能有重要的关系，而且影响产品运行可靠性。衡量真空断路器的性能，真空灭孤室本身的性能固然重要，然而机械特性同样具有举足轻重的作用。

真空断路器故障处理

弹簧操作机构合闸储能回路故障

3.1 故障现象
(1) 合闸后无法实现分闸操作；
(2) 储能电机运转不停止，甚至导致电机线圈过热损坏。
3.2 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。
3.3 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。
3.4 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。
3.5 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。
分合闸不同期、弹跳数值大
4.1 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。
4.2 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。
4.3 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。
4.4 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。
4.5 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。

真空泡真空度降低

1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 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。

真空断路器分闸失灵

2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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。
2.5 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。