摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，综合国力显著加强，不同厂家的12?kV真空断路器和开关柜配合验证工频耐压42?kV/1?min时，很多时候不能通过工频耐压试验。基于现场情况，提出了改进措施，快速解决现场绝缘问题；以及在设计上优化断路器和开关柜，根本上提高配合时的绝缘性能，满足工频耐压42?kV/1?min要求，减少现场改造工作量。
关键词：12kV；真空断路器；配柜；现场绝缘；改进
引言
真空断路器是一种以真空为绝缘介质来分断短路电流的开关设备，其在供配电系统起保护与控制的双重作用，目前在中压开关领域占核心地位。鉴于真空断路器与供电质量直接相关，要求设法保证真空断路器的可靠性。其中，“可靠性”指的是真空断路器运行稳定、耐环境变化能力强及使用寿命长。据此，本文结合实践经验，浅析真空断路器及其可靠性。
1断路器状态参数检测的研究意义
对断路器进行状态参数检测，主要是为断路器的状态检修提供必要的理论支持。通过断路器的状态参数检测，能及时了解断路器的工作状态，及时发现有缺陷的部件，避免过早或不必要的停电、测试和维护，从而提高断路器的可靠性，进而提高了电网运行的可靠性和经济性。对断路器状态参数检测研究的主要意义在于:(1)通过状态参数的检测分析断路器的运行状态，对断路器进行状态检修，增强电力系统供电的可靠性;(2)断路器状态参数的检测为断路器状态检修提供了理论支持，为断路器由计划检修到状态检修的转变创造条件，也进一步降低了断路器设备维修的费用，提高电网运行的经济性;(3)断路器状态参数检测技术的研究为断路器的智能化做好前导工作。
212kV真空断路器配柜现场绝缘
2.1选用组合式避雷器
真空断路器开断机械性堵转或加速运行的电动机时，感性负荷电流的波动范围是几百安到上千安，而截断电流产生的过电压达49kV/1.61μs。在中性点不接地系统中，电动机还应考虑下列要点：一是在避雷器动作后，其无法快速向大地释放能量；二是在首开相不重燃及其余2相未分断时，开断负载电感储能仅能经过由对地分布电容与其余2相负载电感组成的回路实现高频电流放电，其中相间过电压是相地过电压的1.5倍。为了减轻相间过电压可能对电动机的危害，理论认为组合式避雷器是最佳的选择，同时还需留有串联间隙，以防在相电压作用下，泄漏电流过大而烧毁氧化锌电阻片。避雷器包括4个组成单元，且每一单元都设有氧化锌电阻片和相同的火花间隙。在回路中，一旦出现由截留等所致的过电压，便会击穿火花间隙及放电电流从避雷器的组成单元经过，过电压能量快速消失。对于过电压幅值，强制要求其按Z分配。据此，在相间或相地支路中，电动机绕组的并联阻抗等于2Z，则可得相间过电压与相地过电压相等。观察发现，6.3kV电动机的组合避雷器出现爆炸事故的频率较高。
2.2开关柜改进措施
1）现场应去除金属零件上的毛刺，尤其是开关柜主安装板触头盒安装孔要保证无毛刺。现有主安装板的加工工艺有激光切割和模具冲孔，激光切割的精度高且毛刺少，模具冲孔精度低且毛刺多。如果采用模具冲孔加工主安装板，建议追加去除毛刺工序。2）投入运行前，要清洁触头盒，尽量做到无油污和少灰尘。触头盒清洁度直接影响共绝缘性能。3）在开关柜主安装板触头盒安装孔的金属缝填充玻璃胶，不留空隙，用绝缘性能较高的玻璃胶取代绝缘性能低的空气。在同样电场条件下，高绝缘性能的玻璃胶不会产生击穿现象，在空气中则会产生击穿问题。4）触头盒直径采用常规的108mm，且增加内裙边设计，增大空气净距和爬电距离，提高断路器配柜的绝缘性能。5）采用整体式触头盒设计，减少开关柜主安装板开孔。
且触头盒安装孔的金属缝隙要远离断路器触臂，增大空气爬距，提高断路器配柜的绝缘性能。现场的情况复杂多变，在验证12kV真空断路器配合开关柜的工频耐压试验时，同时要根据GB/T16927.1—2011和GB/T1984—2014规定的大气标准条件下计算大气修正系数以及海拔的影响，调整工频耐压试验数值。通常，当相对湿度大于80%时，破坏性放电会变得不规则，特别是当破坏性放电发生在绝缘表面时，所以不建议在相对湿度大于80%时验证工频耐压试验。
2.3差动变压器位移传感器
差动变压器LVDT(LinearVariableDifferenrialTransformer)式位移传感器是一种开口变压器，这种变压器的原边有一个绕组，副边有两个按差动方式联接的绕组。变压器开口上有一可以在轴向白由移动的活动铁芯，该铁芯产生位移发生变化时，改变了空问的磁场分布，从而影响原边和副边之问的互感量。当原边绕组输入一定频率的交变电压时，副边绕组就感应产生了电动势，移动铁芯的位置，副边绕组感应产生的电动势也发生变化，这样就把铁芯的位移量通过电磁感应原理转变成了电压信号的输出。这种传感器的优点是测量精度高、线性度好、使用寿命长、灵敏度和分辨率高、具有较强的抗干扰能力，能够在强电磁干扰或强机械振动等恶劣环境下正常工作。缺点是安装起来不方便。
2.4控制器操作电源
目前国内外永磁机构中使用的操作电源一般有三种方式:第一种是应用比较广泛的大容量储能电容器，通过控制1GBT的导通和关断对分、合闸线圈快速放电，它的供电电源一般采用市电或者利用断路器上的PT电源;第二种是使用变电站内的直流屏，但必须要求真空断路器在站内使用;三是采用具有高能量的埋电池，它的成本较高。当前广泛应用的储能电容器一般采用的是大容量的电解电容。它的使用寿命与温度密切相关，在温度高达105℃的环境中使用时，其平均寿命仅为2000h，但当工作在温度为50℃左右的环境下，其使用寿命可高达10年以上，可以对其进行反复充放电，来实现断路器的分、合闸操作，充分保证电力系统中电力用户的需求控制器操作电源选用的是120000,uF,160V储能电容，通过控制1GBT的导通和关断完成对分闸、合闸线圈的快速放电，实现断路器的分闸、合闸操作。控制器采用储能电容器为分合闸线圈供电，完成分合闸操作的直流电源电压为160Vo电容器的充电电源为独立的AC/DC开关电源模块，这种电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，具有输入电压范围宽，电压稳定，体积小，变压器隔离，效率高等诸多优点。其内部控制方式为脉宽调制(PwM)[62一5]。智能控制单元的工作电源亦是由开关电源模块输出DC15V后经线性稳压芯片得到12V和SV两种电压等级。用于驱动工GBT的15V驱动电源，使用了隔离型DC/DC变换模块，保证了强电回路与控制单元的电气隔离。
结语
在中压开关领域，真空断路器的应用非常普遍，但鉴于其可靠性会影响到供电质量，则应通过优选制材、优化设计及严控产品质量来保证真空断路器的可靠运行。具体如下：一是改进制作触头的合金材料，以消除截留过电压对断路器的危害；二是优选避雷器，以释放截留过电压产生的能量，但对于质量较低的真空断路器，不得忽视截留陡度对其产生的不良影响。总之，社会经济的发展要求提高供电质量，而真空断路器的可靠运行是提高供电质量的重要手段，因此重视对真空断路器可靠性的研究具有现实意义。
参考文献
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