10kV 真空断路器常见故障分析及处理

10kV 真空断路器常见故障分析及处理

摘要：真空断路器目前在变电站、工矿企业、配电网络等多个行业中都有着广

泛的应用，原因在于它能够利用真空作绝缘和灭弧介质，应用于配电网时能获得

良好的绝缘灭弧性。比起其他形式的断路器，该类断路器的使用寿命更长，且方

便维修，能尽量少的占据空间面积，对配电网中的电器设备进行良好的保护。但这种断路器并不完全是有利无害的，实际应用于工矿企业或变电站时，仍然会

存在诸多问题，比如运行故障等。下面对 10KV 真空断路器在应用中的常见故

障以及故障处理措施作详细分析。

关键词：10KV；真空断路器；故障；原因；处理对策

一、真空断路器的主要工作原理

真空包内的屏敞保护层

在真空包内有一层用紫铜片制成的屏敞层，主要作用是防止触头在燃弧过程中生产的大

量金属蒸汽和液滴喷溅，污染绝缘外壳的内壁，造成管内绝缘强度下降，其次，可以改善管

内电场分布，也可吸收电弧能量，冷凝电弧生成物，提高真空弧室开断电流能力。

真空灭弧室工作原理

真空包内的真空灭弧室是利用高真空工作绝缘灭弧介质，靠密封在真空中的一对触头来

实现电力电路的通断功能的一种电真空器件。当其断开一定数值的电流时，动静触头在分离

的瞬间，电流收缩到触头刚分离的一点上，出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至

发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致极强烈的发射和间隙击穿，产生真空

电弧，当工频电流接近零时，同时也是触头开距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体，于是电流被分断。

由于灭弧室的静态压力极低，约 10-2 ～ 10-6pa，所以只需很小的触头间隙就可达到很高

的电介质强度。分闸过程中的高温产生了金属蒸气离子和电子组成的电弧等离子体，使电流

将持续一段很短的时间。由于触头上形螺旋槽，电流曲折路径效应形成的磁场作用在电弧

上，使电弧以每秒 10~100 米的速度在触头表面旋转运行，直到电弧熄灭。这样即使在切断

很大的电流时，也可避免触头表面的局部过热与不均匀的灼烧。电弧在电流自然过零时熄灭，残留的离子、电子和金属蒸气只需在毫秒级时间内即可复合或凝聚在触头表面屏蔽罩上，因此，灭弧室断口的电介质强度恢复极快。对真空灭弧来说，由于触头间隙小，金属蒸气产

生的电弧等离子体导电率高，电弧电压极低。加外，燃弧时间短，伴生的电弧能量极小，综

上各点都有利于触头寿命的增加，也有利于真空灭弧室性能的提高。

二、10kV 真空断路器的常见故障

弹簧储能不到位

当真空断路器合闸后，其储能开关才开始连接电机回路，进而对弹簧进行储能。此过程中，导致弹簧储能不到位的原因为：储能齿轮受运行磨损影响，使设施驱动存在脱扣与打滑

现象，造成了电机空转与弹簧储能不够。此外，完成弹簧储能的主要设备——电机，因其工

作时间过长出现的老化问题，也是导致储能达不到规范需求的原因。

绝缘故障

由于真空断路器多采用传统复合绝缘方式运行，因此，灭弧室需保护在环氧树脂套筒里

才可发挥出应有的作用。但套筒无法用于高压带电部位的全面包裹，这就使其运行使用易受

环境因素影响。这里的影响，是指产生电厂热量与应力，加速绝缘设施的老化。

误动与拒动故障

由于真空断路器运行会出现断相现象，因此，当其与高压电动机接通，会因断相问题而

使电动机处于缺相状态，进而导致烧毁现象发生。究其原因，真空断路器的触头材质较软，且采用的对接方式会在多次分合闸操作后出现触头变形问题，进而改变真空断路器的行车航。这里的分合闸操作过程，易受操动机与电器故障的影响。如分闸锁扣销子脱落、滑落或是分

闸锁扣过量，均会导致操动机构受损。在电器方面，辅助开关存在接触质量不高、分闸线圈断线以及分闸电气压力不够的问题。这些问题，均会使真空断路器的分闸操作失灵。

三、真空断路器故障的处理技术

真空度的下降处理

真空断路器出现故障的时候要分析真空度降低的原因，并且制定合适的解决方案。在日

常的检查维护设备的时候，一定要在断口间进行交流耐压试验，在设备条件允许的情况下可以使用真空的测试仪检验真空泡的真空度，保证真空泡的真空度在一定的水平上来满足断路器的工作的需求。相关的安装人员在安装断路器时一定要选择配套完好并且成熟的产品，

相关的检查人员要定期观察真空泡的金属屏蔽罩在运行过程中有没有出现异常的声响，当发现一些产生放电的断路器要上报进行处理。针对污染比较严重的设备，相关的维护人员要定期维护，更换真空泡，避免一些污染物断路器的绝缘性质，及时检查真空泡是否完好。

误动、拒动故障的处理

首先要改善控制回路的可靠性。保障接线可靠，不能因为使用一段时间后会出现振动和

滑落的现象，要对复制开关的节点做一些防腐处理，并且要对它进行固定，防止会出现窜动

现象，对联动机构要进行合理的调整，避免会出现松动。一些污染和锈蚀会严重影响到操动

机构的可靠性，损坏操作系统，造成分合闸的拒动现象。所以，为了避免这些情况的发生，

在日常的维护工作要做一些润滑处理，把一些润滑剂涂抹在轴和销的位置，定期的打扫旋转

机构上面的污垢，使操动机构的工作环境一直处于整洁的状态。对于真空断路器行程的要求

问题，可以通过改变分闸定位件的垫片，使三相的形成能够同步。合闸和分闸控制回路故障

的处理应该采取万能表来对二次插头的接通状况和底盘辅助开关进行检查，当确定插头接线

已经端来的时候，要采用万能表检查二次接头与辅助的开关内部接线之间的接通是否正常，

如果接线联通正常，说明底盘的辅助开关出现了故障，如果没有联通说明二次线出现故障，

更换底盘辅助开关即可。

绝缘故障处理

绝缘故障处理要定期进行绝缘监测，工作人员在维护、调试和安装过程中严格进行规范

的操作，防止出现操作上的失误而导致绝缘体产生破坏，一些维护人员要缩短维护周期，定

期检查打扫绝缘拉杆和绝缘开关的位置，减少一些环境因素对设备的干扰。

弹簧储能不到位的处理

储能齿轮产生磨损会导致弹簧储能不到位。对于齿轮的磨损问题可以先用细砂纸对继电

器进行打磨，保障电动机能够在规定的范围内实现储能同时要求延时要高于电机的实际储能

的时间。相关维护人员要对开关进行全面的检查，防止储能开关早早的开断。及时更换电

机，预防储能的电机出现一些老化的问题影响工作的进行。

四、结语