10kV真空開(kāi)關(guān)作為新一代的、先進(jìn)的開(kāi)關(guān)設(shè)備自1993年以來(lái)在廣州電力工業(yè)局得到廣泛的應(yīng)用。較之10kV油開(kāi)關(guān)，它具有開(kāi)斷容量大，滅弧性能好，機(jī)械電壽命長(zhǎng)，運(yùn)行維護(hù)量小，檢修周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。截至1997年底，投入運(yùn)行的真空開(kāi)關(guān)數(shù)量已經(jīng)達(dá)到1693臺(tái)，占10kV開(kāi)關(guān)總數(shù)的63.3。從1995年至1997年，真空開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)缺陷和發(fā)生事故的次數(shù)分別為21相次、1相次，缺陷率和故障率為0.138和0.007。比例雖低但問(wèn)題較突出，主要表現(xiàn)為真空泡慢性漏氣機(jī)構(gòu)卡阻等方面，這就要求我們切實(shí)加強(qiáng)真空開(kāi)關(guān)在選型、安裝、運(yùn)行、檢修等方面的全過(guò)程質(zhì)量治理工作。

1　選型、調(diào)試及交接試驗(yàn)

1.1　選型

表1和表2對(duì)各真空泡廠家產(chǎn)品在運(yùn)行中的質(zhì)量進(jìn)行了比較。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，四川某生產(chǎn)廠產(chǎn)品的缺陷率較低，曾發(fā)生一次事故，但原因?yàn)閿嗦菲魃a(chǎn)廠裝配的緩沖器失效引起開(kāi)斷失敗。陶瓷泡較玻璃泡的缺陷率低。另外，陶瓷泡由于采用了先進(jìn)的焊接技術(shù)，密封性能較好，機(jī)械強(qiáng)度高，爬距大，電壽命較長(zhǎng)，開(kāi)斷容量大，一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)斷容量為31.5kA和40kA的陶瓷泡其滿容量開(kāi)斷次數(shù)可分別達(dá)50次和30次，而玻璃泡則分別為30次和20次左右。

表1　1995年至1997年各真空泡廠家產(chǎn)品在運(yùn)行中的質(zhì)量比較

表2　1995年至1997年陶瓷泡和玻璃泡在運(yùn)行中的質(zhì)量比較

1.2　調(diào)試、交接試驗(yàn)

實(shí)踐證實(shí)，只有嚴(yán)格把好設(shè)備的調(diào)試及交接試驗(yàn)關(guān)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備存在的先天缺陷，才能保證設(shè)備以良好的狀況投入運(yùn)行，減輕運(yùn)行中的壓力，降低設(shè)備運(yùn)行中的故障和事故率。如廣州電力局110kV開(kāi)元變電站1號(hào)高壓室(真空泡為遼寧某生產(chǎn)廠產(chǎn)品，開(kāi)關(guān)柜為遼寧某生產(chǎn)廠GG-1A)安裝調(diào)試時(shí)，開(kāi)關(guān)的彈跳普遍不合格，經(jīng)廠家協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)處理，才能投運(yùn)。另外通過(guò)交接試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)真空泡漏氣的情況較多，統(tǒng)計(jì)如表3，存在問(wèn)題均為耐壓不合格。

上述例子說(shuō)明做好真空開(kāi)關(guān)調(diào)試及交接試驗(yàn)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)真空開(kāi)關(guān)本體漏氣及附屬絕緣件擊穿機(jī)構(gòu)(含連桿、分合閘緩沖器等)異常，機(jī)械特性(彈跳、速度、同期等)不合格等情況，作出處理才投入運(yùn)行，對(duì)確保運(yùn)行的安全相當(dāng)重要。

表3　真空泡漏氣統(tǒng)計(jì)

2　運(yùn)行中的檢查、維護(hù)、預(yù)試

2.1　定期檢測(cè)

真空開(kāi)關(guān)本體常見(jiàn)的缺陷主要有：真空泡慢性漏氣、本體絕緣件絕緣擊穿等。在目前仍未有完善的在線監(jiān)測(cè)手段的情況下，定期檢查絕緣，試耐壓是檢驗(yàn)上述缺陷的主要手段。通過(guò)統(tǒng)計(jì)廣州電力局真空開(kāi)關(guān)缺陷情況(如表4)可知，真空開(kāi)關(guān)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)間主要集中在投產(chǎn)0.5～2年這段時(shí)間，這時(shí)真空開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)較不穩(wěn)定，需加強(qiáng)運(yùn)行檢測(cè)。為此在新修訂的《廣州電力工業(yè)局電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中，與部頒規(guī)程相比增加了投產(chǎn)后3個(gè)月、0.5年、1年各進(jìn)行一次預(yù)防性試驗(yàn)的內(nèi)容，然后再按正常的預(yù)試周期進(jìn)行預(yù)試，從而達(dá)到在真空開(kāi)關(guān)不穩(wěn)定期間內(nèi)加強(qiáng)對(duì)其運(yùn)行檢測(cè)的目的。實(shí)踐證實(shí)效果很好。

表4　廣州電力局1995年至1997年在預(yù)試中發(fā)現(xiàn)真空開(kāi)關(guān)缺陷的情況統(tǒng)計(jì)

尚要說(shuō)明的是開(kāi)關(guān)本體絕緣子，非凡是拉桿絕緣子是非“全工況”產(chǎn)品，運(yùn)行中常因爬距不足夠和裂痕等原因造成電擊穿或閃絡(luò)放電。更要注重那些為滿足爬距而采用內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)的拉桿絕緣子，其內(nèi)外兩層之間的有機(jī)填充物在內(nèi)部有氣泡或受潮時(shí)亦會(huì)產(chǎn)生沿面閃絡(luò)和電擊穿。

2.2　加強(qiáng)運(yùn)行巡視

在操作中注重觀察有無(wú)異常現(xiàn)象，如在分閘操作中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，檢查電纜頭的帶電顯示裝置有無(wú)顯示帶電；拉開(kāi)母線側(cè)刀閘時(shí)，觀察刀口有無(wú)火花和真空泡有無(wú)閃光(玻璃泡)；在斷開(kāi)變低和母聯(lián)開(kāi)關(guān)，10kV母線停電時(shí)，觀察該段母線PT有無(wú)電壓量輸出等。在1997年發(fā)現(xiàn)的11起缺陷中，有5起就是在操作中發(fā)現(xiàn)異常，產(chǎn)生懷疑，再進(jìn)行耐壓試驗(yàn)確定的。如在1998年3月30日，人和站10kV母線停電操作時(shí)，在切開(kāi)501開(kāi)關(guān)，未拉兩邊刀閘，變高開(kāi)關(guān)未分的情況下，值班人員發(fā)現(xiàn)10kV母線PT顯示紅相仍有電壓，對(duì)紅相真空泡搖斷口絕緣的值為0，證實(shí)該相開(kāi)關(guān)已經(jīng)嚴(yán)重漏氣，從而避免了事故發(fā)生的可能。

2.3　做好維護(hù)工作

針對(duì)新投產(chǎn)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)次數(shù)較多的情況，廣州電力局規(guī)定在投運(yùn)后1年對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行一次維護(hù)工作，重新測(cè)量開(kāi)關(guān)分合閘線圈的動(dòng)作電壓值。并盡可能每年利用停電機(jī)會(huì)做一次維護(hù)。1996年7月，三元里站52C開(kāi)關(guān)就曾發(fā)生過(guò)一次因U相緩沖器失靈，造成開(kāi)關(guān)切電容器故障分閘時(shí)反彈，未能切斷故障電流，引起開(kāi)關(guān)U相真空泡爆炸，同時(shí)影響到V、W相真空泡破裂。這提醒我們?cè)诰S護(hù)中注重對(duì)開(kāi)關(guān)分合閘緩沖器的動(dòng)作性能進(jìn)行檢查。

3　真空開(kāi)關(guān)的狀態(tài)檢修

3.1　機(jī)構(gòu)的檢修

一般來(lái)說(shuō)，真空開(kāi)關(guān)的檢修主要針對(duì)機(jī)構(gòu)檢修，開(kāi)關(guān)的本體不能檢修。對(duì)機(jī)構(gòu)的檢修嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)檢修規(guī)程、規(guī)定和檢修工藝導(dǎo)則，保證檢修質(zhì)量，其中強(qiáng)調(diào)：

a)新投運(yùn)1年后，利用停電機(jī)會(huì)，應(yīng)進(jìn)行一次分合閘時(shí)間、速度、同期、彈跳、行程、超程、動(dòng)作電壓及機(jī)械連動(dòng)部分的測(cè)試和維護(hù)工作。

b)運(yùn)行中的機(jī)構(gòu)利用停電機(jī)會(huì)每年進(jìn)行一次維護(hù)工作。

c)運(yùn)行中的機(jī)構(gòu)每4年進(jìn)行一次大修，不能以臨修代替大修。

3.2　開(kāi)關(guān)本體

通過(guò)測(cè)量試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)對(duì)真空泡的運(yùn)行狀態(tài)作出綜合的判定。

3.2.1　測(cè)量試驗(yàn)

對(duì)真空泡進(jìn)行分合閘耐壓試驗(yàn)以發(fā)現(xiàn)漏氣；測(cè)量真空泡合閘接觸電阻，結(jié)合行程、超程等參數(shù)判定觸頭的損壞情況。

3.2.2　極限開(kāi)斷電流值統(tǒng)計(jì)

真空開(kāi)關(guān)在達(dá)到極限開(kāi)斷電流值時(shí)，應(yīng)更換真空泡。極限開(kāi)斷電流值IΣ可由廠家給定的額定開(kāi)斷電流及滿容量開(kāi)斷次數(shù)計(jì)算得出：

IΣ=n極限.I滿容量

統(tǒng)計(jì)極限開(kāi)斷電流值的內(nèi)容有以下兩點(diǎn)：

a)正常的開(kāi)斷操作：

IΣ′=n1.Ir

式中　n1——正常開(kāi)斷次數(shù)；

　　　Ir——廠家提供的開(kāi)關(guān)額定工作電流。

b)短路開(kāi)斷：

IΣ″=n2.Ik

式中　n2——短路開(kāi)斷次數(shù)；

　　　Ik——10kV母線最大開(kāi)斷電流(調(diào)度提供)。

IΣ=IΣ′ IΣ″

4　10kV少油開(kāi)關(guān)無(wú)油化改造

結(jié)合開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀況和“三遙”變電站對(duì)設(shè)備無(wú)油化的要求，廣州電力局在1996年和1997年先后對(duì)14個(gè)站的10kV少油開(kāi)關(guān)進(jìn)行了無(wú)油化改造。采用真空開(kāi)關(guān)代替少油開(kāi)關(guān)，原則上不更換操作機(jī)構(gòu)，只對(duì)機(jī)構(gòu)作相應(yīng)調(diào)整。通過(guò)運(yùn)行實(shí)踐，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上均收到良好效果。但由于經(jīng)驗(yàn)不足，在無(wú)油化改造中只更換斷路器不更換操作機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部分作出相應(yīng)的更改后，配真空開(kāi)關(guān)使用，在改造之后輕易出現(xiàn)以下問(wèn)題：

a)由于少油開(kāi)關(guān)與真空開(kāi)關(guān)的行程不同，需對(duì)機(jī)構(gòu)的水平、垂真拉桿作出相應(yīng)改動(dòng)，減少水平拉桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，縮小垂直拉桿的長(zhǎng)度，以滿足真空開(kāi)關(guān)行程。另外，由于真空開(kāi)關(guān)行程很小，在舊機(jī)構(gòu)上進(jìn)行上述改動(dòng)，其精度很難把握，稍有偏差，即會(huì)引起開(kāi)關(guān)拒動(dòng)。山村站由于這個(gè)原因曾發(fā)生過(guò)1宗事故。

b)水平拉桿轉(zhuǎn)角改變后，輔助開(kāi)關(guān)需作相應(yīng)的調(diào)整。但原輔助開(kāi)關(guān)是根據(jù)原水平拉桿的轉(zhuǎn)角而設(shè)計(jì)的，故調(diào)整起來(lái)非常困難，極易出現(xiàn)不到位或過(guò)位進(jìn)入死點(diǎn)的現(xiàn)象，輔助開(kāi)關(guān)不能可靠接觸，影響到開(kāi)關(guān)的動(dòng)作和“三遙”信號(hào)的準(zhǔn)確性。如改造時(shí)一起更換輔助開(kāi)關(guān)，則新的輔助開(kāi)關(guān)難以安裝在原機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，在山村站、赤崗站的改造中就碰到這樣的問(wèn)題。

c)原機(jī)構(gòu)使用已有一定時(shí)間，機(jī)構(gòu)本身存在一定缺陷。

由于上述3個(gè)原因，山村、赤崗站10kV開(kāi)關(guān)柜完成無(wú)油化改造運(yùn)行一段時(shí)間以后，機(jī)構(gòu)普遍出現(xiàn)問(wèn)題。目前兩站已進(jìn)行無(wú)油化改造的48臺(tái)開(kāi)關(guān)柜中，已有32臺(tái)更換了機(jī)構(gòu)。相比之下，區(qū)莊、燕塘站開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行無(wú)油化改造的同時(shí)，一起更換了機(jī)構(gòu)，改造后開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀況要好得多。因此，廣州電力局建議GG-1A柜進(jìn)行無(wú)油化改造的同時(shí)，對(duì)其機(jī)構(gòu)一起作更換處理。

由上面的區(qū)別可以知道，手車柜的改造非常繁雜，單臺(tái)耗時(shí)較長(zhǎng)。幾乎每部分都須作改動(dòng)，若在現(xiàn)場(chǎng)逐臺(tái)改造，勢(shì)必影響10kV母線供電的可靠性和安全性，倒不如采用新的真空開(kāi)關(guān)小車進(jìn)行更換。黃沙站YJN柜的改造就是一個(gè)成功的例子。

5　結(jié)論

要確保真空開(kāi)關(guān)安全、可靠地運(yùn)行，一定要做好以下幾項(xiàng)工作：

a)做好開(kāi)關(guān)設(shè)備的選型工作，嚴(yán)格把好開(kāi)關(guān)調(diào)試交接關(guān)。

b)在運(yùn)行中加強(qiáng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的監(jiān)視，爭(zhēng)取做好預(yù)防性試驗(yàn)工作。

c)嚴(yán)格執(zhí)行部頒檢修規(guī)程、規(guī)定和檢修導(dǎo)則工藝，結(jié)合實(shí)際情況，保證到期必修，修必修好。