变电检修培训二.docx
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变电检修培训二
第三章真空断路器的检修
第一节检修周期、项目及修前准备
一、检修周期与项目
（一）概述
真空断路器具有熄弧能力强、分断能力高；触头电磨损小，电寿命长；触头开距小，机构操作力小，机械寿命长；结构简单，维修方便等优点。
真空断路器采用了特制的真空元件，随着近年来制造工艺水平的提高，灭弧室部分的故障明显降低。
真空灭弧室无需检修，当其损坏和寿命终了时只能采用更换。
根据运行部门和检修部门的统计，真空断路器运行中发生的事故中，操动机构所占的比重最大，其次为一次导电部分。
因此真空断路器的定期检修周期主要取决于操动机构。
（二）真空断路器的检修试验周期
目前对真空断路器的检修周期没有统一的规程可依，一般根据断路器的运行状况和运行部门的具体情况来决定。
建议参考以下几点进行：
1．大修4～6年一次。
2．小修每年进行一次。
3．临时性检修
（1）断路器存在重大缺陷影响安全运行时。
（2）正常操作（分、合负荷电流）累计次数达到厂家规定值时。
（3）开断额定短路电流次数达到厂家规定值。
（4）真空灭弧室更换时。
（三）检修维护项目
1．运行中巡视检查
真空断路器在投入运行后应按相关要求进行定期巡视检查。
有人值班的变电所，真空断路器每天当班巡视不少于一次；无人值班的变电所，可根据具体情况确定，通常每旬不少于一次。
巡视检查的项目一般如下：
（1）分、合指示器是否正确，指示灯、仪表指示是否与当时实际运行情况相符。
（2）支持绝缘子有无裂痕、损伤，表面是否光洁。
（3）引线接触部位或有示温蜡片的部位有无过热现象。
（4）真空灭弧室有无异常，特别是有无异常声响。
（5）可观察部位的连接螺栓有无松动、轴销有无脱落或变形。
（6）金属框架、底座有无严重锈蚀或脱落。
（7）二次控制部分是否正确。
（8）监视、保护和故障信号是否完整、正确。
（9）接地是否完好。
（10）断路器开合工作电流及开断故障电流的统计记录是否及时、完整。
（11）设备缺陷处理记录是否及时、完整。
2．定期检修
真空断路器本体不需要检修，只需进行维护检查，其检修项目如下：
（1）真空断路器投运后3～6月进行一次真空度检查，以后每隔一年检查一次。
真空开关灭弧室真空度的检查。
①查看火弧室外观有无裂纹、破损；
②查看灭弧室两端焊接面有无明显的变化、移动和脱落；
③拆开拉杆与拐臂的连接轴销，用于拉动动触杆检查其是否能自动，使真空灭弧室在外部气压的作用下始终自动保持在闭合状态，当自闭力很小或不返回时，说明真空度减小；
④交流耐压试验检验（3～6年一次），此方法是真空度检查简单易行的方法。
（2）接触行程检查。
真空断路器灭弧室经过多次分、合负荷电流，特别是开断短路电流后，触头在电弧作用下有磨损和烧坏，一般规定电磨损不超过3mm，检查方法是测量真空开关管的接触行程并与上次测量结果作出比较。
如接触行程变化较小，可进行调整处理，如触头累计磨损量超过要求时应及时更换灭弧室。
（3）检查易磨损部件的磨损情况，严重的应更换。
（4）检查各可动部分的紧固螺栓有无松动。
真空断路器在关键部件上都有红色油漆标定位置。
（5）检查所有连接件和紧固件的状况，防止松动和变形，传动连接杆的焊接部位有无断裂。
（6）活动摩擦的部件应添加润滑油。
（7）清扫支柱绝缘子、绝缘拉杆、灭弧室动静触头两端的绝缘支撑杆和真空灭弧室绝缘外壳表面的灰尘，保持真空断路器的清洁。
（8）按真空断路器的试验项目、周期和要求进行试验。
3．临时检修
重点对需要临时检修的项目进行检修，同时对有条件检修的部分进行检修。
二、修前准备工作
与少油断路器的修前准备工作相同。
第二节真空断路器的检修与调整
一、灭弧室真空度及其检测
（一）真空度
真空断路器是用真空作为灭弧介质和绝缘介质的。
根据相关规定，要满足真空灭弧室的绝缘强度，真空度不能低于6.6×10-2Pa，工厂制造的新真空灭弧室要达到7.5×10-4Pa。
（二）真空度降低的原因
真空灭弧室真空度降低的原因有以下两点：
（1）真空灭弧室漏气：
主要是焊缝不严密，或密封部位存在微小漏孔造成的。
（2）真空灭弧室内部金属材料含气释放：
在真空灭弧室最初几次电弧放电过程中，触头材料中会释放出一些残存的微量气体，使真空度在一段时间内降低。
当这些微量气体排尽之后，真空度将维持存一个不变的水平上。
（三）真空度的检测
由于真空灭弧室真空度会降低，当其降低到一定数值时会影响它的工作性能和耐压水平，因此必须在真空断路器大、小修时测量真空灭弧室的真空度。
目前采用的检测方法有以下几种。
1．火花计法
这种方法比较简单，但只适合玻璃管真空灭弧室。
使用时，让火花探漏仪在灭弧室表面移动，在其高频电场作用下内部有不同的发光情况。
根据发光的颜色来判断真空灭弧室的真空度。
若管内有淡青色辉光，则其真空度在10-3Pa以上：
如呈兰红色，说明管子已经失效；如管内已处于大气状态，则不会发光。
2．观察法
这种办法只能定性地对玻璃管真空灭弧室进行观察。
真空灭弧室内部真空度降低时常常伴随着电弧颜色改变及内部零件氧化，所以应定期对玻璃外壳的真空灭弧室进行观察。
正常时内部的屏蔽罩等部件表面颜色很明亮，在开断电流时发出的是兰色弧光；当真空度降低严重时，内部的屏蔽罩等部件表面颜色就会变得灰暗，开断电流时发出的是暗红色弧光。
3．工频耐压法
这种办法在检修中比较常用。
对于真空断路器，要定期对断路器主回路对地、相间及断口进行交流耐压试验。
试验电压值见表3一l。
检测方法如下：
断路器处于分闸状态时，在触头间施加额定电压，如果真空灭弧室内部发生持续火花放电，则表明真空度严重降低，否则就表明真空度符合要求。
对于真空度严重劣化的真空灭弧窜，采用工频耐压法是一种简单有效的方法。
4．真空度测试仪
相对以上方法，利用真空度测试仪定量测量真空度要准确得多，目前比较精确的方法是磁控法。
主要使用的真空度测试仪有VCTT一ⅢA型和ZKZ一Ⅲ型等。
该方法较适用于制造厂对真空灭弧室的真空度的检测。
二、灭弧室触头电磨损值的检测和处理
1．触头电磨损原因及规定值
真空灭弧室的触头接触面经过多次开断电流后会逐渐被磨损烧灼（通常称之为电磨损），触头厚度减小，波纹管行程变大，接触电阻增大，这对开关的灭弧性能和导电性能会产生不良影响。
制造厂对各种型号真空灭弧室触头的电磨损值都有明确规定，当电磨损值达到规定时，灭弧室就不能继续使用。
2．检测方法
真空断路器在第一次安装调试中应测量出动导电杆露出某一基准线的长度，并做好记录，以此作为原始参考。
在以后每次检修时复核该长度，其值与第一次原始值之差就是触头的电磨损值。
也可通过定性的方法判断触头的电磨损值，也就是测量接触电阻。
在检修时要测量导电回路的电阻，一般要求测量值不大于出厂值的1．2倍。
3．处理方法
触头的电磨损值达到或超过规定值时（不超过2mm），必须更换真空管。
更换时，最好三相一起更换，并把它们调整到规定的尺寸，通过相关试验后再进行使用。
这是因为原来的触头已有磨损，真空开关管的波纹管由于安装尺寸的关系，与新管已经不一样了，如不加以调整，将要降低波纹管的使用时间。
如果触头的电磨损值末达到厂家规定值时，或接触电阻明显增大但未超过规定，可对触头问隙进行调整后继续使用，但应检测火弧室的真空度，如真空度不满足要求，应更换灭弧率。
调节触头时要注意触头的弹跳，两者要协调考虑，寻找一个动态的平衡点。
三、真空断路器机械参数的调整
（一）触头开距调整
1．触头开距对真空灭弧室的影响
触头开距指断路器在分闸状态时，灭弧室动、静触头间的距离。
根据使用电压的不同，触头开距的选择一般为3～6kV开距为8～l0mm；12kV开距为10～15mm；40．5kV开距为20～25mm。
触头开距选择与触头材料也有关系。
触头开距对真空灭弧室绝缘影响很大，开距尺寸从零开始增大，绝缘水平也随之提高。
当开距增大到某一数值后，绝缘水平的变化就不大了，若继续增大开距，将严重影响真空灭弧室的机构寿命。
2．触头开距调整方法
在灭弧室动、静触头刚接触时，参照灭弧室固定部件上一点在动触杆上标记一点位置，然后将动触杆分闸到位，参照固定部件同一点在动触杆上再标记一点，动触杆上两点之间距离即为触头开距。
旋转动触杆连接件来调整开距。
对以橡胶垫、毡垫作为分闸定位的真空断路器，增加垫的厚度，可减小开距、反之则增大开距。
（二）压缩行程调整
真空灭弧室动触头由分闸位置运动与静触头接触后，触头弹簧被压缩的距离，称压缩行程。
压缩行程调整很重要，其重要件在于：
（1）在一定程度电磨损状态下，保证触头有较大的接触压力。
（2）保证动触头合闸过程中的缓冲。
（3）提高断路器刚分速度，改善灭弧性能。
不同型号的真空断路器，在测量压缩行程时都有其指定的位置。
通常用调节绝缘拉杆长度和操动机构输出连杆长度来调整单相或三相的压缩行程。
（三）分、合闸速度测试
断路器的分、合闸速度，一般是指触头在闭合前或分离后，一段行程内的平均速度。
真空断路器在出厂前，分、合闸速度已由厂家调试合格，故在安装和检修中一般可不再测试，但出现下列情况之一时，必须进行测试：
（1）更换了真空灭弧室。
（2）重新调整了触头行程。
（3）更换或改变了触头弹簧、分闸弹簧或弹簧机构的合闸弹簧。
（4）操动机构，传动机构解体检修后。
由于真空断路器触头行程较小，通常采用附加触点配合机械特性测试仪或示波器来测量真空断路器分、合闸速度。
收紧分闸弹簧，可以提高分闸速度，但过多地收紧分闸弹簧，会造成断路器分闸末期受到大的机械冲击力并且降低合闸速度，所以在调试中要综合考虑这些因素。
（四）三相同期性调整
结合压缩行程调整，通过旋转动触杆连接，可以调整三相触头分、合闸时触头接触和分离时的同步性。
第四章SF6断路器的检修
第一节SF6断路器的检修周期、项目及修前准备
一、检修周期和项目
1．检修周期
检修周期目前是按照设备的类型、技术状况、易损件的磨损和老化、设备运行状况及各单位维护检修情况等因素，综合分析而确定的。
根据国家电力行业标准和运行单位的维修经验，SF6断路器检修周期，可参考以下条款确定。
（1）大修：
10～35kV断路器，10年；110～500kV断路器，12～15年，进口或合资生产断路器可适当延长周期。
根据设备健康状况，可适当延长周期时间。
已按大修项目进行临时性检修的断路器，其大修周期可按该次临时性检修日期起算。
（2）小修：
每年一次，只检查机构或其他外部设施。
（3）临时性检修：
1）正常操作次数达到厂家规定值。
2）满容量开断次数或累计开断短路电流达到厂家规定值。
3）SF6气体压力低于最低工作压力或年漏气量大于2％时。
4）断路器本体或操动机构出现严重故障，影响到其安全运行时。
2．检修项目
（1）大修项目：
1）SF6气体回收处理和吸附剂更换。
2）灭弧室及导电部分解体检修。
3）支柱装配解体检修，密封件更换。
4）传动部件检查、处理。
5）操动机构解体检修，密封件更换（液压机构）。
6）并联电容、并联电阻检查试验。
7）电流互感器检查、试验。
8）本体及操动机构表计校验。
9）电气及机械特性试验。
10）去锈、喷漆及现场清理。
（2）小修项目：
1）外观全面检查、清扫，重点项目是瓷件、瓷套管是否破损或出现裂纹；传动机构可见部分是否生锈、松动、变形；液压部件、接头是否渗漏油。
2）检查SF6气体压力，必要时检漏和补气。
3）SF6气体微水测量（投产后一年一次，如无异常3年一次）。
4）局部放电测试（投产后一年一次，如无异常3年一次）。
5）操动机构、传动部件、紧固螺栓（销钉）检查及润滑可动部位。
6）检查、清扫辅助开关触头。
7）检查、清扫控制回路的端子。
8）消除运行中的缺陷。
（3）临时性检修可根据具体情况决定检修项目。
二、检修的准备工作
1．检修应具备的条件
（1）检修人员必须了解SF6气体的特性和管理知识，熟悉断路器的结构、动作原理及操作方法，应有一定的电工安全知识和机械维修经验。
（2）检修应在清洁的装配场所。
（3）检修所需配备的主要仪器、设备和材料（见表4一1）。
表4-1检修所需配备的主要仪器、设备、材料
序号
名称
备注
1
SF6气体
2
SF6气体检漏仪
灵敏度0.1Pa·
／s
3
SF6充气及回收装置
4
微量水分测试仪
数字式
5
麦式真空仪
6
干式真空仪
7
干燥箱
8
吸附剂
符合SF6气体要求
9
密封膏
10
高级卫生纸（以不掉毛为佳）
11
吸尘器
12
回路电阻测试仪
13
测速器
根据用户要求厂家提供
14
工频耐压试验设备
15
维修工具及清洗用具、材料等
16
除锈、防锈及油漆处理设备
17
SF6检漏小室
非必备
18
SF6气体杂质分析测定仪器
非必备
2．检修前的准备工作
（1）根据运行和试验中发现的问题，制定书面执行汁划，确定检修内容，明确检修重点并制定技术措施。
（2）准备好检修所需工具、材料及配件。
（3）工作人员按规定做好防护措施。
（4）做好排放SF6气体及更换吸附剂的准备工作。
3．解体前的准备工作
（1）根据存在问题，检查有关部位，测定必要数据。
（2）检查各部位密封情况，查找漏气部位并做好记录。
（3）检查断路器外观（包括压力表、瓷套管、接线端子等）。
（4）进行手动分、合闸操作，检查各传动部件的动作是否正常。
（5）检查操动机构及辅助开关动作情况。
4．检修时的安全措施
（1）工作人员必须按规定做好防护措施，拆卸产品时应穿工作服、戴口罩；每次工作结束都应及时清洗双手及所有外露部位。
（2）工作场所不能喝水、吸烟或吃东西。
（3）排放SF6气体时，操作人员应在上风头。
（4）使用过的SF6气体含有有害杂质，必须进行监督和处理。
条件允许时，应进行分析测定，如果有害杂质超过允许值时，必须进行吸附净化，经化验确认合格后方可进行回收再用；当不能进行分析测定时，可用管道连接，将气体排放到处于较低位置的20％NaOH溶液（或石灰水）中。
第二节SF6断路器的一般检修工艺要求
一、检修中SF6气体的管理
（一）SF6气体管理工艺流程
管理工艺流程见图4-1。
（二）SF6气体含水量的测量及水分处理
1．含水量测量方法
SF6气体含水量的测量方法主要有露点法和电解法两种。
露点法的测量原理是当测试系统温度略低于被试品气体中水蒸气饱和温度时（即露点），水蒸气凝结，通过光电转换输出信号。
电解法的原理是被测SF6气体通过电解池，水被P2O5薄膜吸收，同时被电解．根据气体定理和库仑电解定理计算出l×10-6水消耗的电流数，从指示仪表直接读出含水量。
2．含水量超标的原因
（1）生产厂家组装断路器时，瓷套、灭弧室元件、拉杆等部件干燥不彻底。
（2）断路器的密封严实性不够，运行中有水分进入。
虽然SF6断路器内的工作压力高于大气压，但其中水分的分压力远比大气中水蒸气的分压力低，压力差有几倍至儿十倍，水蒸气的分子直径比SF6气体分子直径小，故防止水蒸气侵入比防止SF6气体渗漏所要求的密封性更高。
（3）设备在现场组装时进入水分，或是在充补气时SF6气体含水量偏高和充气管路吸附有水分，都会造成断路器中SF6气体含水量超标。
3．含水量超标处理工艺
（1）利用回收装置将已充SF6气体回收。
（2）对断路器抽真空，当真空度达133．32Pa以下计时。
（3）维持真空至少30min。
（4）停泵并与泵隔离，静止30min后读取真空度A值。
（5）再静止5h，读取真空度B值，要求B值减A值的差小于66·66Pa（极限允许值133．32Pa），否则应检漏处理并重复（3）、（4）、（5）步骤。
（6）对断路器充合格的SF6气体至0．05～01MPa，静止12h后测量含水量应小于450×10-6（v／v），可认为处理合格。
若大于450×10-6，应重新抽真空，并用高纯氮N2（99。
999％）充至额定值，进行内部冲洗。
（7）若含水量低于450×10-6（v／v），可将SF6气体充至额定值，静止12h以上，测量含水量应不大于150×10-6（v／v）
安全措施与准备工作
必要时，先测量断路器机械特性
↓
用气体回收装置回收气体并抽真空
SF6气体净化
→→
↓
用高纯N2冲洗内部两片遍
↓
开启封盖，人员撤离30min
用真空吸尘机、四氯化碳及无水酒精清洗
↓
空气相对湿度＜80%
解体，吸出粉末，处理故障即检修
→←
↓
拆卸零部件进烘间，烘燥并自然冷却
不允许快速合、分闸操作
↓
组装、调整
←
↓
内部检查、吸尘
用真空吸尘机
←
新吸附剂经200～300℃烘燥12h以上
↓
装吸附剂、封盖
30min内完成
←
→↓
↓←
真空不合格
抽真空至100Pa，稳定5h后继续抽30min
←
预制钢瓶含水量＜450×
（V／V）
↓
充SF6气体0.05～0.1Mpa
→
各法兰结合面及连接点局部包扎
局部包扎检漏及处理
↓
静止5h后检漏
→
↓
静止12h后测含水量应＜450×
（V／V）
充0.05～0.1MPaSF6、
混合气体
↓
充SF6气体至额定压力
时间过长需更换吸附剂
↓
静止5h后局部检漏
↓
静止12h以上测含水量应≤150×
（V／V）
含水量不合格
↓
年漏气率测量应≤1%
或局部包扎点5h后泄漏量＜30×
→
图4-1SF6气体管理工艺流程
4．非额定压力下含水量估算
SF6气体在非额定压力时的含水量，可用下式进行计算，并通过换算来验证含水量是否合格。
＝
式中P
--含水量标准值，150×
（V／V）：
P
--充入压力下的含水鞋，1×
（V／V）；．．
--额定压力值（表压），换算时应加0．1MPa，即绝对压力，MPa；
--充人压力值（表压），换算时应加0lMPa，即绝对压力，MPa；
--换算时的环境温度，℃；
一一充人气体时的环境温度，℃。
5．抽真空除潮时应注意的事项
（1）抽真空应有专人负责，要防止误操作而引起真空泵油倒灌。
（2）操作顺序：
开真空泵→开启断路器阀门→达到真空度要求后关断路器阀门→停真空泵。
（3）真空泵电机宜选交流220V，避免反转时真窄泵油倒灌，还要在真空泵出口配置电磁阀，防止在抽真空过程中突然停电时真空泵油倒灌。
（4）对国产气体宜采用液相法充气（将钢瓶横倒，底部垫高约30°），使钢瓶的出口处于液态。
对进口SF6气体可采用气相法充气，充气时阀门不宜开得过大，出口压力不宜过高，应使压力不抖动，缓慢上升为宜。
（5）当气瓶内压力降至0．1MPa时，要停止充气，因剩余气体含水量和杂质可能较高。
（6）环境温度降低时，液相不易汽化，可用1000W碘钨灯1个或多个对钢瓶加热，加速液态气体汽化。
（7）断路器充人额定压力的SF6气体后，静止12h以上（必要时对断路器进行几次分、合闸操作，使灭弧室和支持瓷套内气体对流），然后测得其含水量应小与150×10-6（V／V），并进行温度系数换算。
（8）测量断路器内SF6气体浓度应大于95％，或SF6气体中空气含量小于5％，这对罐式断路器尤为重要，因杂质越高，对断路器绝缘性能和灭弧性能影响越大。
（三）SF6断路器检漏
1．定性检漏
（1）抽真空检漏。
将断路器抽真空到真空度为13332MPa，维持真空泵运转30min后停泵，30min后读取真空度A值，5h后再读真空度B值，若B-A值小于133．32Pa，则认为密封性能良好。
（2）检漏仪检漏。
断路器先充入。
0．01～0．02MPa的sk气体，再充人干燥氮气至额定压力，然后用灵敏度不低于0．01×10-6（v／v）的SF6气体检漏仪检漏，应无漏点。
或直接将断路器充至额定压力，用检漏仪探头离被测点l～2mm移动，检漏仪稳定后读取数据，对有疑点处做定量检漏，不合格者应进行处理。
2．定量检漏
（1）局部包扎法。
用约0．1mm厚的塑料薄膜围在部件上，使接缝向上，尽可能构成圆形或方形，经整形后边缘用白布带扎紧或用胶带沿边缘粘贴密封。
塑料薄膜与部件应保持一定间隙，一般为5mm，5h后检测出的数值若小于30×10-6，则合格，否则应处理。
也可以根据下式计算出漏气率，即
F＝
式中F--漏气率，（MPa·
）／s：
△C--测量泄露SF6气体浓度的增量，×
；
△t--测量的时间间隔，s；
--包扎容积，
；
--部件体积，
；
P--绝对大气压，取值为0．1MPa。
换算为年漏气率，为
=
×100
式中
--年漏气率，％／年；
V--断路器气体密封容积，
；
--断路器额定气压,MPa。
（2）挂瓶法。
适用于法兰面有两道密封槽结构。
在双道密封槽之间有一个检测孔，开关充至额定压力后，取掉检测孔螺栓，经24h后，用软胶管分别连接检漏孔和挂瓶，过一定时间后取下挂瓶，用灵敏度不低于0.01×
（v／v）的检漏仪，测定瓶内SF6气体浓度，根据下式计算出密封面的漏气率，即
F＝
式中C--挂瓶内SF6气体浓度，1×
；
V--挂瓶容积，
；
P--绝对大气压，取值为0．1M
；
△t--挂瓶时间，s。
（四）充气及补气的工艺要求
1．充气设备
（1）应使用吸湿率低的管道（一般采用不锈钢金属软管较适宜），必须使内部保持清洁干燥，严禁使用不合格的管道，防止将水分及杂质带人设备内部（橡胶管道不宜做充气管道）。
（2）SF6充气装置、减压阀等应放在干燥处或在恒温室保存，长期保持干燥。
（3）补充的SF6气体必须保证在合格范围内。
2．操作顺序
（I）与高压没备连接前应先用合格的SF6气体对管道进行冲洗，去除减压阀和管道内的空气和水分。
也可利用真空泵对整个充补气装置进行抽真空处理。
顺序为抽真空→关真空泵阀门→停抽真空→开启断路器充气阀门→开启钢瓶阀门→打开减压阀→充补到额定压力→关闭减压阀→关闭钢瓶阀门→关闭断路器充气阀门→拆除连接断路器充气阀门的接头→断路器阀门装上封盖。
（2）充补气后，断路器内部的压力应按SF6气体的温度、压力曲线进行温度修正。
3．注意事项
（1）补气、充气后，应称钢瓶的质量，以计算补入断路器内气体的质量，钢瓶内存有的气体质量应标在标签上，并挂在钢瓶上。
（2）充补气后至少隔12h．才可进行含水量检测。
（3）当密度继电器发出补气信号，初次可带电补充，并加强监视。
若在一个月内又出现补气信号，应停电处理，并检查密度继电器动作的可靠性。
（4）对多次开断的断路器解体检修后的SF6气休，应经吸附净化处理，并做生物毒性试验，合格后方可充人没备内。
二、SF6断路器解体检修的一般工艺要求
（一）断路器解体的一般工艺
（1）必要时，在解体前先测试断路器的机械特性和回路接触电阻，供解体检修时参考。
（2）对SF6气体回收后，对断路器抽真空至133．32MP，充高纯氮气至额定压力，然后排空，再抽真空，再用高纯氮气冲洗，再排空，反复冲洗两次。
（3）开启封盖，检修人员撤离现场，30min后方
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