VS1手车式真空断路器触头故障原因分析与预防

王 涛

(枣庄矿业(集团)有限责任公司供电工程处,山东省薛城市,277000)

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VS1手车式真空断路器触头故障原因分析与预防

王 涛

(枣庄矿业(集团)有限责任公司供电工程处,山东省薛城市,277000)

针对煤焦化企业供电系统中VS1手车式真空断路器触头发热损坏现象,分析了VS1手车式真空断路器在特殊运行环境下触头发热损坏原因,从VS1手车式真空断路器产品制造、开关设备生产和管理维护3个层面提出了预防性措施来解决VS1手车式真空断路器触头发热损坏的现象。

真空断路器触头 发热 导电膏 镀银厚度 检修

1 引言

某电气开关厂生产的KYN28A-12型铠装中置式金属封闭开关装置配套了手车式VS1-12-1250A/31.5KA真空断路器,该设备在多数企业使用一直正常,但在某煤焦化工企业使用过程中, VS1-12-1250A/31.5KA真空断路器出现了断路器手车动静触头发热损坏现象。为此,本文对VS1手车式真空断路器触头发热损坏原因进行了分析并采取了预防性措施。

某煤焦化工企业甲醇区一主变电所(1#)担负甲醇生产系统供电,为双母线结线方式,开关柜选用KYN28A-12型铠装中置式金属封闭开关装置,馈电断路器均为手车式VS1-12-1250A/ 31.5KA型。另一变电所(2#)为双回路电源,分别引自1#变电所两段母线,正常运行方式为一用一备,负荷电流为600～700 A。

最初由1#变电所的一段母线向2#变电所供电(二段作备用),正常运行20天,期间最高负荷电流为700 A,无故障跳闸,无正常分合闸操作。因1#变电所一段母线相比二段(备用段)母线负荷大,故将对2#变电所的供电由一段母线调整为二段母线。调整后,原向2#变电所馈电的开关柜处于备用状态,柜内手车式真空断路器为试验位置,静、动触头完全脱离。手车式真空断路器的动、静触头的位置及配合关系见图1。

图1 断路器手车位置示意图

系统运行过程中,经常发现一段母线馈线单元发热,经停电检查,发现断路器动、静触头有烧蚀现象,触臂、绝缘套管严重变形。

2 真空断路器触头发热原因分析

2.1 真空断路器触头发热可能原因

根据事故现状描述,初步判定有5种可能造成本次事故发生:

(1)静触头跟母线盒之间的连接松动,造成接触电阻过大。

(2)动、静触头配合不好,动触头弹簧压力不够,造成动、静触头间接触电阻过大。

(3)动、静触头表面因环境中腐蚀气体的氧化,形成氧化膜,造成动、静触头间接触电阻过大。

(4)断路器灭弧室内的真空度降低,绝缘下降,使断路器主触头接触不良,造成温度过高,热传导至触臂绝缘套筒及手车动、静触头。

(5)断路器生产厂家的产品质量不合格。2.2 真空断路器触头发热原因确定

针对以上可能原因,在拆除静触头之前,对各静触头进行了紧固试验,发现所有静触头跟母线盒间的连接紧固、无松动。拆除静触头后,对母线盒进行检查,无爬电、过热或烧灼痕迹。故将第一种可能原因排除。

针对第二、三、四种可能原因,对烧损后的断路器进行了测试,试验数据见表1和表2。

表1 绝缘耐压试验表μΩ

表2 断路器合闸后相接触电阻μΩ

而国家标准规定值为:不含静触头,主回路电阻小于或等于45μΩ;含静触头,主回路电阻小于或等于100μΩ。

从表1和表2中的数据可以看出,断路器的绝缘性能良好,故将第四种可能原因排除。通过表2中数据可以看出,烧损后的断路器的动、静触头间的接触电阻远远超过标准规定值,由此可以判定,第二、三、五种原因都有可能是造成该类事故的主要原因。

2.3 真空断路器触头发热原因分析

(1)通常断路器生产厂家为增强断路器动、静触头间的导电能力及耐腐蚀性,均对动、静触头进行镀银处理。而镀银的厚度国家标准没有标定,正常厚度经验设定为9μm,保证了40HB镀银层硬度条件下,动、静触头接触良好,且不易使动、静触头磨损过快。而断路器生产厂家为使降低生产成本,通常将镀银厚度缩减为3～4μm,镀银厚度的缩减,会造成动、静触头间的接触不够良好,使接触电阻值接近规定的标准值上限。

(2)由于该断路器的使用环境较为恶劣,空气中含有硫、苯、甲醇等腐蚀性气体,对导电体的腐蚀较为严重,在动、静触头分开的情况下,动、静触头表面各自形成氧化膜,使动、静触头间接触电阻过大,造成发热。而温度的升高,使动触头的紧固压力弹簧退火,压力减小,更进一步加大动、静触头接触电阻,导致断路器烧损。

3 解决真空断路器触头发热的技术措施

(1)严把真空断路器订货关口,在配套真空断路器时,要求生产厂家保证断路器动、静触头镀银层的厚度,并提供检测报告。

(2)开关设备制造前采取预防性措施,一是断路器进厂后进行检测检验,另外对断路器动、静触头及引出线的连接处涂抹导电膏,在加强导电效果的同时,加强联接部位的润滑和发热点的降温作用。

(3)加强开关设备使用过程中的管理维护工作,定期进行检查和测试。尤其是对于工作环境湿度大、有一定污染的空气环境,制定严格的检查检修标准和周期,采取必要的设备故障诊断技术来检测开关设备的故障。

(责任编辑 张艳华)

Causes of contactor fa ilure on VS1 mobile circuit breaker and ways of prevention

Wang Tao
(Power Supply Division,ZaozhuangMining Group,xuecheng,Shandong province 277011,China)

To dealwith the contactor failure as a result of overheating on VS1 mobile circuit breaker,the causes of overheating under special operating conditions are analyzed,and preventives measures in the aspects of breaker andswitch manufacturing,management and maintenanceare proposed.

vacuum circuit breaker contactor,overheating,conductive paste,Ag-coating thickness,maintenance

TD611.3

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王涛(1975-),男,1994年毕业于中国矿业大学自动化工程系,工程师,现在枣庄矿业集团公司供电工程处从事开关设备研发设计工作。