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福建省沙县水电有限公司企业标准真空开关检修工艺规程

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福建省沙县城关水电有限公司企业标准

真空开关检修工艺规程

Q/2CD-1 02 05-

1、 主题内容与适用范围:

本标准规定了真空开关安装、 调整、 维护保养等方面的要求。
本标准适用于我公司真空开关。

2、 引用标准:

电力工业标准电气卷《开关设备》
我公司真空开关使用说明书
其它有关开关检修手册

3、 真空开关概述:

3.1 真空开关是中等电压最具发展前途的开关电器之一, 也是当前最能全面地满足现代化要求的电力开关, 它具有体积小、 重要轻、 寿命长、 可靠性高、 不污染环境、 无火灾和爆炸危险、 维护简单等一系列优点, 故而得到了广泛地应用。九十年代以来, 国内的真空开关也获得了前所未有的发展。
3.2 真空开关的绝缘和灭弧介质是真空, 一般真空状态划分为:
粗真空: 真空压力1.01×105—1.33×102Pa
低真空: 真空压力1.33×102—1.33×10-1Pa
高真空: 真空压力1.33×10-1—1.33×10-6Pa
超高真空: 真空压力1.33×10-6—1.33×10-10Pa
极高真空: 真空压力＜1.33×10-10Pa
而真空开关的真空灭弧室一般工作于高真空区域。
3.3 真空电弧的产生:
真空开关电极在分离瞬间, 电流将收缩到刚分离的某一点或某几点上,表现为电极间的电阻剧烈的增大和温度的迅速提高。直至发生电极金属的蒸发, 同时形成极高的电场强度, 导致强烈的场致发射和间隙击穿, 继而形成真空电弧。之后, 阴极表面局部区域的金属不断融化和蒸发, 以维持真空电弧。
3.4 真空开关的灭弧原理:
真空灭弧室在切断电流的时候, 有电弧产生。导致灭弧室内的温度迅速提高, 同时由于特殊的触头结构, 电极间将产生纵向或横向磁场。交流电过零瞬间, 在电场的作用下, 真空弧柱内的荷电粒子将以极高的速度飞向四周, 并被器壁吸付或吸收。加之真空灭弧室内的气体很稀薄, 分子之间或分子与荷电质子之间的平均自由程很长, 碰撞产生新的载流子的几率几乎为零。由于真空灭弧室内缺少足够的载流子, 当电极间重新出现电压时, 电弧不再产生, 电流就被切断。
3.5 真空开关的弊病:
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真空开关在使用中有可能产生过电压, 给电力系统或其它设备的绝缘带来损坏。产生过电压的原因形形色色, 较为复杂。但随着国内外专家的不断努力, 已经取得了大量的成果, 过电压问题已经搞的比较清楚, 防护措施日趋完善和可靠。

4、 真空开关的结构特点:

真空开关主要由真空灭弧室( 开关管) 和操动机构组成。
4.1 真空灭弧室的结构:
主要由气密绝缘外壳、 导电电极、 屏敝极、 波纹管和其它零部件组成。
4.1.1 气密绝缘系统由玻璃、 陶瓷或微晶玻璃制成的气密绝缘筒、 动端盖板、 定端盖板、 不锈钢波纹管组成。
4.1.2 导电系统由定导电杆、 定跑弧面、 定触头、 动触头、 动跑弧面、 动导电杆组成。
4.1.3 屏蔽系统包括屏蔽筒、 屏蔽罩及其它零件。其主要作用是: 防止触头燃弧过程中产生大量的金属蒸气和液滴喷溅, 污染绝缘外壳的内壁, 避免造成真空灭弧室外壳的绝缘强度下降或产生闪络; 改进真空灭弧室的电场分布; 有利于真空灭弧室外壳的小形化; 吸收一部分电弧能量, 冷疑电弧生成物。
4.2 操动机构
4.2.1 对操动机构的要求:
4.2.1.1 必须足以克服短路电动力的阻碍, 即必须具有关合短路故障的能力。
4.2.1.2 当操动机构电压为80%Ue时, 操动机构应能使真空开关具有关合短路故障的能力; 当操动机构电压为110%Ue时, 操动机构不应出现操作力, 冲击过大等原因使真空开关的零部件损坏。
4.2.1.3 必须保持合闸良好, 电动分闸、 手动分闸良好, 自由脱扣装置应灵活可靠。
4.2.1.4 真空开关主要的操动机构形式: 主要有电磁式和弹簧式操动机构。Q/2CD-1 02 05-

5 真空开关的使用环境:

5.1 周围空气温度: 上限+40度, 下限-15度;
5.2 海拔1000米;
5.3 相对湿度: 日平均值不大于95%, 月平均值不大于90%;
5.4 饱和湿气压: 日平均值不大于2.2×10-3Mpa, 月平均值不大于1.8×10-3Mpa;
5.5 周围空气不受腐蚀性或可燃性气体、 水蒸气等的明显污染;
5.6 无经常性的剧烈震动。

6 真空开关的安装调整、 维护保养与检修

6.1 真空开关的安装调整
6.1.1 真空开关的安装
6.1.1.1 真空开关应安装于干燥的室内。安装时, 应保持其垂直度, 特别是真空灭弧室保持垂直状态。
6.1.1.2 安装尺寸应符合有关说明书上的要求。
6.1.1.3 真空开关的带电部份, 包括控制电源线与地面的最小距离应不小于100mm。
6.1.1.4 各种型号的产品在制造出厂前均经过了认真装配、 仔细调整和出厂试验, 一般不需要拆卸和调整, 只需检查各连结螺丝有无松动, 若有松动应将其拧紧。
6.1.2 真空开关的试验检查
6.1.2.1 手动合分: 使用扳手, 搬动主轴拐臂, 使其作顺时针转动合闸( 之后, 务必取下专用扳手, 防止分闸伤人) 。进行合分3—5次, 检查应无异常;
6.1.2.2 电动分合: 手动分合正常, 即可进行电动分合试验, 应满足:
80%—110%Ue电压合闸灵活可靠
65%—120%Ue电压分闸灵活可靠
30%Ue电压, 不得分闸
6.1.2.3 试验过程中若发现异常, 则应进一步仔细观察, 认真检查真空开关各部位的工作情况, 有无锈蚀卡死, 侧向力的作用或动作不灵活的地方。分析故障原因, 采取相应办法给予排除。
6.1.3 真空开关的调整
无论是新安装产品或是运行中经检修后的产品, 必须作以下项目的调整。
6.1.3.1 行程开距的调整
调节分闸限位螺钉的高度, 能够使导电杆的总行程达到规定值。触头开距能够从灭弧室的导电杆的实际行程测得, 亦可由总行程减去接触行程算得。
6.1.3.2 接触行程的调整
各种型号的产品接触行程的测量有指定的位置, 一般经过调节绝缘拉杆联接头与真空灭弧室动导电杆的螺纹实现。
调整方法: 用操作手柄( 或专用板手) 操作断路器, 拔出绝缘子端面金属销, 即可旋转与真空灭弧室动导电杆联接头实现调整。
6.1.3.3 三相同步性调整
真空开关的三相在分合闸操作时要求灭弧室的触头同时分离和同时接触, 最大误差
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不超过1毫秒。调节方法同接触行程调整, 用三相同步指示灯或其它仪器检查。
6.1.3.4 分合闸速度的调整
操动机构的分合闸速度主要依靠设计制造时考虑, 用户一般不需要做调整。分合闸速度用分闸弹簧来调整, 分闸弹簧力越大, 分闸速度越快, 同时, 合闸速度相应变慢;反之分闸弹簧力越小, 分闸速度减慢, 而合闸速度加快。
整机装配或更换灭弧室, 都应十分注意灭弧室的安装质量, 以保证:
a 动导电杆与灭弧室轴线的同轴度;
b波纹管在作开断与关合时, 不受扭力, 不应与任何部位相摩擦;
c动导电杆的运动轨迹平直, 任何时侯也不会在波纹管周围产生电火花; 另外在安装和调整时须特别注意对波纹管的保护, 波纹管的压缩拉伸量不得超过触头允许的极限开距;
d灭弧室端面上的压环各个方向上的受力要均匀;
e 宜用聚四氟乙烯或耐高温的尼龙制作导向套。当使用金属导向套时,一定要控制金属导向套与波纹管之间的距离,避免在强电流下形成的压降在波纹管和导电套间产生火花。
6.2 真空灭弧室真空度的检查
6.2.1 真空灭弧室的真空度失效有两种情形, 一种是机械寿命终了, 波纹管破裂或其它意外事故灭弧室外壳破裂漏气, 使灭弧室内处于大气状态。另一种是管内并非处于大气状态, 而是由于种种原因使灭弧室内压强高于允许的最高工作压强, 使灭弧室不能正常地工作, 比较难于判断。
6.2.2 陶瓷开关一般采用工频耐压法检查真空压力: 将灭弧室外两触头拉至额定开距, 逐渐增大触头间的工频电压, 如灭弧室不能耐受额定工频耐受电压1分钟, 即可认为灭弧室真空度不合格, 否则即为合格。
6.3 真空开关的维护与检查
6.3.1 真空开关只需按照要求安装和调整后便可投入运行, 投运前宜对灭弧室进行一次真空度的检查。平时维护主要有:
6.3.1.1 应经常保持真空开关的清洁, 特别应注意及时清理绝缘子, 绝缘杆和其它绝缘件的尘埃; 对真空灭弧室绝缘外壳上的尘埃应用洁净的干布擦拭;
6.3.1.2 凡是活动摩擦的部位, 均应保持有干净的润滑油, 使操动机构动作灵活, 减少机械磨损;
6.3.1.3 磨损较为严重的零件要即时给予更换;
6.3.1.4 所有的紧固件均应定期检查, 防止松脱;
6.3.1.5 经常观察接触行程量, 若与规定值偏差过大, 应及时调整。接触行程量的变化就是灭弧室触头磨损量, 因此每次接触行程调整后必须进行记录, 累计达到触头磨损厚度时, 应更换灭弧室。灭弧室的更换必须注意要用同型号的灭弧室代替。若要代替必须同有关专业人员商量和研究。
6.3.1.6 真空开关运行过程中的全面检查和调整要视使用场合和操作频繁程度而定。对于那些操作并不频繁, 具体地说, 每年操作次数不超过其机械寿命的五分之一, 则在寿命期间内, 每年至少进行一次检查。如果操作次数较为频繁, 那么在两次检查之间的操作次数不宜超过其机械寿命的五分之一。对于操作极为频繁或机械寿命、 电寿命临近终了的场合, 检查周期应该适当地缩短。检查和调整的项目除了真空度检查, 开距和接触行程检查, 触头压力检查, 三相同步性能检查, 分、 合闸速度检查外, 还有操动机构各部分检查以及外部电气连结和绝缘检查, 包括控制电源辅助触点等。每次检查与调整一
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般都不要大拆大卸, 切勿任意改变其相对位置。
6.3.2 用于我公司的真空开关, 在寿命期间内, 每年进行一次检查主要项目如下:
6.3.2.1 真空度检查
6.3.2.2 开距和接触行程检查
6.3.2.3 操动机构检查
6.3.2.4 三相同步性能检查
6.3.2.5 分合闸速度检查
6.3.2.6 电气连结和绝缘检查
6.4 真空开关的解体检修
当开关工作寿命达到10-20年或操作次数达一万次以上后, 应对开关进行全面解体检修。主要工作为: 彻底清洗每个零件, 更换三相真空灭弧室。对已有过度磨损的零件进行更换。对所有相对磨擦运动的磨擦面加钙基润滑脂, 但对自润滑的无油干轴承则不必加以润滑。
6.4.1 真空开关有关零部件的更换
6.4.1.1A ZN21型真空灭弧室的更换( 参见说明书)
A. 将绝缘子调节螺母旋松并将螺母6向上旋到顶;
B. 将开关置于分闸未储能状态;
C. 旋开软联接联接螺栓3;
D. 拆下主拐臂的轴销9上的挡卡并抽出轴销;
E. 用工具、 手等固定住导电夹12, 反时针方向旋转绝缘子并使顶杆10与真空灭弧室脱离;
F. 用套筒板手旋出真空灭弧室的静端固定螺栓1, 此时即可将真空灭弧取下;
G. 用内六角板手旋松导电夹上的紧固螺栓11, 之后可将导电夹从灭弧室的导电杆上旋下来;
H. 新灭弧室的安装按上述的相反过程进行, 安装导电夹时应使导电夹下端面与灭弧室静端面的距离为228±1毫米, 导电夹与灭弧室的相对角度见图6, 各导电接触面安装时应先擦干净涂上薄薄的一层中性凡士林, 灭弧室动导电杆与顶杆10联接时, 应在联接螺孔和螺柱上涂上少量厌氧胶,之后拧入螺柱并拧紧;
I. 断路器的行程靠螺母6、 7来调整。使机构处于分闸位置, 将螺母6旋到最高处, 将螺母7往下旋直至主拐臂8与绝缘子5的联接处于不受力的状态。此时由于大气压的作用, 真空灭弧室的动触头处于合闸位置。将螺母7向上旋转, 导电夹( 动触头) 就向下移动, 使导电夹向下移动9.5毫米并将螺母6下旋使螺母6、 7相互拧紧。
J. 断路器的三相开距经以上粗调整后应先合、 分操作几次, 然后再测量各相触头开距。若各相开距在9--10毫米范围内, 则开距调整可结束, 若开距太大应将螺母6、 7向下调, 反之向上调。
6.4.1.1B ZN12型真空灭弧室的更换( 参见说明书)
A. 将开关分闸, 然后按下列顺序进行:
B. 拧出上出线端螺钉卸下上出线端;
C. 卸下轴销( 1) , 拧松导电夹螺钉及固定板( 4) 螺钉( 3) ;
D. 双手握住灭弧室往上提即可卸下;
E. 将新灭弧室导电杆用钢刷刷出金属光泽后涂上工业凡士林油;
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F. 双手握紧新灭弧室往下装入固定板大孔中, 导电杆插入导电套中;
G. 装好上出线端, 注意三相垂直及水平值不超过1mm, 拧紧螺钉;
H. 装上轴销;
I. 拧紧固定板导电夹螺钉。
更换储能电机
A. 从储能行程开关上解下电机接线;
B. 用内六角板手将电机的两个固定螺钉取下;
C. 取出电机并将电机输出轴上固定链轮的弹性销打出来, 取出链轮, 并将链轮安装在新电机上, 新电机的装配与上述过程相反;
更换合闸线圈
用螺丝刀将合闸线圈两引出线从接线端子上拆下, 用梅花板手旋下两个固定螺栓, 将线圈连同固定支架取出来。用螺丝刀将线圈从固定支架上拆下,换上新线圈。由于空间狭小, 线圈连同骨架装进(或取出)时应将线圈支架转动至某一角度, 方可装上(取出)之后旋上固定螺栓, 并调整位置使线圈的铁芯中心对准合闸脱扣杆。最后旋紧两个固定螺栓。
更换分闸线圈
用尖嘴钳取出开口销使线圈上的铁芯与联接片脱离,拨出线圈接线端上的两个插头, 用内六角板手将分闸线圈连同固定支架拆下, 用螺丝刀将线圈固定螺钉取下, 卸下分闸线圈, 换上新线圈, 之后按上述的相反过程将线圈装上。装好线圈后调节行程螺母, 使其行程为12毫米, 涂上厌氧胶将螺母固定。
6.4.2 真空开关常见故障的分析与排除
故障现象
原因分析
排 除 方 法
一次部分闪络
1.真空灭弧室、 绝缘骨架以及绝缘子外表面受污染及受潮。
2.真空灭弧室漏气。
用干净、 干燥的布擦拭绝缘件外表面更换新的灭弧室
操动机构不能电动储能
1.储能电机烧坏
2.二次控制回路接线松动
3.储能行程开头联接松动
4.储能固定螺钉松动脱落。
更换电机
重新联接好有关接头
重新上紧有关螺栓螺母
上紧固定螺钉。

操动机构不能手动储能
储能手柄内单向轴承失效
更换手柄
操动机构不能电动合、 分闸
1.合闸或分闸线圈烧坏
2.二次控制回路接线松动
3.辅助开关联接松动

更换线圈
重新联接好有关接头
紧固辅助开关的安装联接螺母、 钩环
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7. 真空开关的试验

序号
项 目
周 期
要 求
1
绝缘电阻
3年或大修后
大修后＞1000兆欧　运行中＞300兆欧
2
交流耐压试验
3年或大修后

3
辅助回路交流耐压试验
3年或大修后
试验电压为2KV
4
导电回路电阻
3年或大修后
符合制造厂规定
5
合、 分闸时间, 同期性, 触头开距
大修后
符合制造厂规定
6
合、 分闸接触器及电磁铁的最低动作电压
大修后
符合制造厂规定
7
合、 分闸接触器及电磁铁线圈的直流电阻和绝缘电阻
大修后
绝缘电阻不应小于2兆欧; 直流电阻应符合制造厂规定
8
真空度的测量
大、 小修后

9
大修后检查动触头上的软联结夹片有无松动
大、 小修后
应无松动

8. 我公司真空开关技术规范

ZN21-10\ -4000型
8.1.1 主要性能参数:
序号
项 目
单位
数 值
1
额定电压
KV
10
2
最高工作电压
KV
11.5
3
额定雷电冲击电压峰值
KV
84
4
额定短时工频耐受电压( 1min)
KV
42
5
额定频率
HZ
50
6
额定电流
A

7
额定单个电容器组开断电流
A

8
额定短路开断电流
KA
40
9
额定短时耐受电流
KA
40
10
额定峰值耐受电流( 4S)
KA
100
11
额定短路关合电流
KA
100
12
额定异相短路开断电流
KA
34.6
13
额定失步开断电流
KA
10
14
额定操作顺序

分-0.3-合分-180s-合分
15
分闸时间
S
≤0.06
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16
合闸时间
S
≤0.06
17
机械寿命
次
10000
18
额定短路电流开断次数
次
30
19
动、 静触头允许磨损累计厚度
mm
3
20
额定合闸操作电压\电流
V\A
DC220\0.77
21
额定分闸操作电压\电流
V\A
DC220\0.77
22
额定瞬时过电流脱扣动作电流
A
5
23
失压脱扣器额定电压
V
220
24
二次回路额定电压
V
16
25
二次回路额定电流
A
AC16DC16
26
辅助开关额定开断关合电流
A
AC16DC16
27
储能电机额定电压
V
AC220DC220
28
储能电机额定输出功率
W
80
29
储能时间
S
≤11
30
二次回路1min工频耐受电压
V

8.1.2 机械调整参数:

序号
项 目
单 位
数 值
1
触头开距
Mm
10 ±1
2
接触行程
Mm
3- 01
3
油缓冲塞与螺杆作用的间隙行程
Mm
13+ 20
4
平均合闸速度
M\s
0.7～1.0
5
平均分闸速度
M\s
1.0～1.4
6
三相触头分\合闸同期性
MS
1
7
触头合闸弹跳时间
MS
2
8
主回路电阻
微欧
≤30
ZN12-10\3150-5000型
8.2.1 主要性能参数:
序号
项 目
单位
数 值
1
额定电压
KV
10
2
最高工作电压
KV
11.5
3
额定雷电冲击电压峰值
KV
75
4
额定短时工频耐受电压( 1min)
KV
42
5
额定频率
HZ
50
6
额定电流
A
3150
7
额定单个电容器组开断电流
A

8
额定短路开断电流
KA
40

Q/2CD-1 02 05-

9
额定短时耐受电流
KA
40
10
额定峰值耐受电流( 4S)
KA
100
11
额定短路关合电流
KA
130
12
额定操作顺序

分-0.3-合分-180s-合分
13
分闸时间
S
≤0.075
14
合闸时间
S
≤0.06
15
机械寿命
次
10000
16
额定短路电流开断次数
次
50
17
额定合闸操作电压\电流
V\A
DC220\0.77
18
额定分闸操作电压\电流
V\A
DC220\0.77
19
额定瞬时过电流脱扣动作电流
A
5
20
失压脱扣器额定电压
V
220
21
辅助开关额定电流
A
AC10DC5
22
储能电机额定电压
V
AC220DC220
23
储能电机额定输出功率
W
275
24
储能时间
S
≤11
25
二次回路1min工频耐受电压
V

8.2.2 机械调整参数:

序号
项 目
单 位
数 值
1
触头行程
Mm
11±1
2
触头超行程
Mm
8±2
3
相间中心距离
Mm
210±1.5
4
平均合闸速度
M\s
0.8-1.8
5
平均分闸速度
M\s
1.0-1.8
6
三相触头分、 合闸同期性
MS
≤2
7
触头合闸弹跳时间
MS
≤2
8
每相回路电阻
微欧
≤35
附录: GN22-10型隔离开关维护规程
1. 主题词与适用范围:
1.1 本标准规定了GN22-10型隔离开关的安装检修及维护方面的要求;
1.2 本标准适用于GN22-10型隔离开关。
2. GN22-10型隔离开关主要技术规范:
型 号
额定电压(KV)
最高工作电压(KV)
额定电流(A)
2秒热稳定电(KA)
动稳定电流( KA)
GN22-10\
10
11.5

40
100
GN22-10\3150
10
11.5
3150
50
125
Q/2CD-1 02 05-

3. GN22-10型隔离开关安装与调整:
3.1 应擦拭开关上的尘垢, 检查接触表面及端子, 并涂上一层工业凡士林;
3.2 必须保证在操作终了时磁锁板被顶杆推出。主轴转动到极限位置, 停挡与底架接触;
3.3 安装时, 应将接地处擦干净后涂上工业凡士林, 并妥善接地;
3.4 安装时, 如有必要, 可按下列步骤调整:
3.4.1 松开与拉杆相联的调节拉架并紧螺母, 抽出把它们连接起来的轴销, 即可调节三相不同期( ＜3MM) 及断口距离( ≥150MM) 。
3.4.2 开关处于合闸状态时, 调节摇杆上的调节螺钉使摇杆斜面与顶销接触, 即可保证二步动作三极同时转换。
3.4.2 调整转动侧与开断侧压紧磁锁板的螺栓即可调节接触压力, 最大操作力距并使出触头触刀间保证较小的合理间隙, 从而使合分过程中有一定的轻擦力, 一般只需调整到开关将要开始第二步紧锁时, 使慈锁板与顶杆端部距离为0.2-0.3MM则上述三者均能同时处于较佳范围。
4. GN22-10型隔离开关的维修与保养:
4.1 开关投入运行后应定期进行一般检修, 并按3.4内容进行检查或调整;
4.2 清扫尘垢, 特别是绝缘零件上的尘垢;
4.3 检查接触部分是否有过热、 熔焊现象。如有上述现象, 则应检查接触压力;
4.4 检查连接、 紧固零件是否松动。
4.5 运行人员复班定期或不定期用红外线测温仪对其进行温度测量并记录, 发现异常及时通知有关人员。

附加说明:
本制度由福建省沙县城关水电有限公司提出
本制度主要起草人: 检修部
本制度初审人: 朱仁涵
本制度审核人: 蔡良旺 林希坦
本制度审定人: 黄美信
本制度批准人: 汤海怀