中压真空断路器全寿命周期管理与保养的探索

高迪 李海全 南康杰 薛延刚

摘 要：中压断路器全寿命周期管理的核心是为了极大地提高运行可靠性，针对设备运行的各个阶段进行科学的积极的管理。通过技术和经济的统一管理，以量化数据来进行决策，做到全面规划，合理配置，择优选购，正确使用，精心维护，科学检修，适时改造更新，使设备处于良好的技术状态，综合效能最高。

关键词：全寿命;灭弧室;断路器;回路电阻

中压断路器是电力系统中重要的开关设备。真空断路器是能够分合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能分合在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。真空断路器是用来保护中高压电力系统免受危险情况下的电力断路器。将发生故障的电力设备从电力系统快速切除，以保证电力系统的正常运行。

1 断路器诊断方案

1.1 背景

中压断路器的运行寿命曲线如图1所示，对中压断路器进行适时的诊断和维护是设备安全可靠运行的有力保证。如果在波动阶段开始前即对断路器进行严格的诊断及维护，不仅能有效降低断路器运行中的故障率，而且还能延长设备的使用寿命达10%～20%。

为了防止运行设备发生故障，目前常用的检查模式为“年检”。虽然几乎所有的断路器运行前均要求通过“年检”，然而实际运行中由于断路器故障而造成的事故案例在电力系统中每年时有发生，由此可见，“年检”固然能检查出设备一些较为明显的缺陷，但是实际上也存在一定的局限性，某些事故隐患并无法通过常规的“年检”检测出来，存在较大的弊端和不足。

1.2 断路器回路电阻抽检情况

某厂44台真空断路器，抽检6台，回路接触电阻最大1215.0uΩ，属于严重超标。以当前实际工况为依据，以直流100A时导电回路电阻测试，通过严格的现场检测，识别出故障的早期特征，对断路器的薄弱环节及发展趋势做出科学判断，并提出有效的处理措施及专业的维护保养。

ABB公司对于VD4型真空断路器提出了定期诊断的要求，具体周期见图2，如果运行环境较为恶劣或不符合技术要求，应适当增加诊断频次。

1.3 诊断试验方案

1.3.1 外观及操作机构检查

全面了解断路器外部及操作机构物理状态后，对断路器的触臂系统、触指系统、极柱系统、底盘机构及操作机构进行全面检查，根据经验判断断路器物理状态存在问题及隐患。

1.3.2 绝缘试验

全面檢测断路器主回路绝缘情况。对断路器的一次对地、相间、进行1分钟的工频耐压试验，试验电压参照国家相关规范，同时测试耐压前后的绝缘电阻值。

1.3.3 接触电阻试验

合闸后的回路电阻是验证导电回路的联接是否良好的一个重要参数。随着设备运行时间增加，断路器导电回路表面可能会氧化、积灰，导致回路的接触电阻变大，我厂回路接触电阻最大达到1215uΩ。若回路电阻继续增大，很可能是导电回路某连接处接触不良，在大电流运行时接触不良处位置局部温升增高，严重时甚至引起恶性循环造成氧化烧损，并且高温会损坏绝缘部件的绝缘性能。

1.3.4 机械特性试验

安全、可靠运行的断路器必须具有稳定、良好的机械特性。合、分闸时间，合闸弹跳时间，合、分闸不同期时间，合、分闸速度，分闸反弹幅值，触头开距，行程，超行程是机械特性试验的重要指标。这些数据对断路器的电寿命、机械寿命、短路电流时的动稳定性、开断能力至关重要。合、分闸行程时间曲线可以帮助我们分析断路器的机械性能

2 建议

中压断路器现场安装、调试完成后投入现场运行，将步入关键的运行阶段。ABB真空断路器普使用寿命为20年，在此生命周期内2年以内属于磨合期，3至9年属于稳定期，10至15年属于关注期，16年以上属于延寿期，运行10年以后需要对真空断路器进行有效的管理，每年年检进行一次年检，如有回路电阻超标，绝缘降低趋势应进行返厂保养延长其使用寿命来确保真空断路器安全、可靠、高效、经济的运行。

3 结语

某厂VD4型真空断路器共44台，2005年投入运行。通过对断路器外观各项检查、断路器操作机构各项检查、机械特性（行程）试验、真空泡真空度测试、断路器触指系统状态诊断、断路器时间特性试验和断路器回路电阻试验等预防性试验，发现22类安全隐患问题，如插针开断、二次线断开、触指弹簧失效、断路器机构严重锈蚀、机构卡涩等;其中5类问题为严重隐患真空泡真空度超标、触指、触臂发热等。全部处理完毕，达到出厂要求，交接试验合格，投入现场使用正常，提高设备运行稳定性。

参考文献：

[1]交流电气的装置接地设计规范 GB/T500665-2011.

[2]交流高压断路器 GB1984-1989.

[3]72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备 GB 7674-1997.

基金项目：水利水电国家级实验教学示范中心（西安理工大学）开放课题（WRHE1711）