矸煤电厂真空断路器的实践应用

由于我集团一自备选煤发电厂自建厂所设计的对外供电高压开关柜内所用的的断路器不论是10KV还是35KV配电室都为SN10型少油断路器，肩负着为本集团所属的3对矿井供电的重大任务，对供电的质量和要求相当高，对于少油断路器的运行性能远远不能满足我们的要求。因此这些开关柜必须进行技术改造才能保证对矿井供电要求。其改造方案可分为两类;一是开关柜的整体更新;二是保留开关柜的柜体，仅对内部的少油断路器进行更换。第一种方案其投资大、停电时间长，改造工作量大、影响生产的时间较长，就目前的状况不太可行，而第二种方案具有改造工作量小、投资少、停电时间短等优点而被广泛采用。经集团公司研究决定采用第二种方案，下面就改造过程中的一些工作情况介绍如下：

1  断路器的选择

现在市面的主流断路器有真空的，SF6的断路器，因SF6断路器价格较贵，而真空断路器价格较便宜一些，其使用性能完全可以满足使用条件且具有可频繁操作、使用寿命长、结构简单、开断能力强、维护工作量少等优点，因此真空断路器成了我们的首选。

于是，35KV、10KV配电室内的少油断路器选用相应等级的真空断路器进行替换即可。 

2  真空断路器的特点 

真空断路器具有下列特点：

（1）维护工作量小，能防火、防爆，操作噪声小。 

（2）结构轻巧、触头开距小、操作轻便、动作迅速、体积小、重量轻。

（3）燃弧时间极短，处于真空中的触头基本上不发生电弧或产生极小的电弧且在极短的时间内就能熄灭。

（4）使用寿命长。

（5）断路器触头密封在真空中，不会因灰尘、有害气体、受潮污染等因素的影响而降低其技术性能。 

（6）少油断路器在切断故障电流后需要对灭弧室内的油进行更换等检修工作，而真空断路器则无需检修，可直接再次运行。 

综合上述等特点，真空断路器不论是从电气性能还是运维情况等方法都大大优越于少油断路器，性价比极高，因此具有较强竞争力。

3  真空断路器的选型

3.1  厂原开关柜的介绍

    厂原有的开关柜分35KV和10KV 配电室内2种型号具体介绍见下表：

项目 35KV室 10KV室

开关柜型号 GBC-35 GG-1A(F)

断路器型号 SN10-35 SN10-10

操作机构 CD10-Ⅳ CD10-Ⅱ

生产厂家 四川电器有限公司 四川电器有限公司

这两种开关都容易发生故障，操作机构也可能发生误动或拒作，所以需进行更换。

3.2  真空断路器的选型

由于我厂35KV室的开关柜的生产、设计单位为四川电器有限公司，为了改造方便、不该改变柜体本身以及控制回路的改造中能过不做过多的变动，经研究决定继续选用四川电器有限公生产、设计的断路器。其断路器手车型号为：ZN12-40.5(REV11)/T2500-31.5 所有的安装尺寸原来的手车不变。

对于我厂10KV室内的开关柜不变，出于性价比的考虑真空断路器则选用西电陕西陕开电器集团有限公司生产的型号为ZN63A(VS1)-12的断路器.

3.3  新选用的真空断路器特点简介

型号（厂家） 特    点

ZN12-40.5(REV11)/T2500-31.5

（四川电器有限公司） 1.适用范围广，可满足全工况条件的要求

2.机构简单，开断能力强，寿命长，操作功能齐全，无爆炸危险

3.爬电比距大于20mm/kV，电气间隙大于360mm

4.其非对称开断的直流分量为32%

ZN63A(VS1)-12（西电陕西陕开电器集团有限公司） 1、绝缘件安全性、可靠性极高。 

2、既固定安装使用也可手车式使用。 

3、灭弧室与操动机构前后布置组成统一整体， 

4、操动机构机械寿命达到M2级要求，10000次机械操作免维护。 

5、柜内互换性好

4  断路器改造具体实施

4.1  35KV室内开关柜内断路器的改造

因为35KV的开关柜在改造前后都是选用的四川电器有限公司的同类型产品，断路器手车可以直接互换，只需将二次回路根据具体情况做少许改动和手车推进开关柜内的触头位置、咬合情况比对和调整好就可以了。再对断路器做工频耐压试验合格便可以投入使用了。

4.2  10KV室内开关柜内真空短路器的改造

对于10KV配电室原有是GG-1A（F）型高压开关柜，因该开关柜的外形尺寸为：1200mm×1200mm×2280mm,其采用的油断路器为SN10-10系列。改造中我们不更换开关柜，因此在安装断路器时就需对开关柜进行改进。针对我们新选用ZN63A(VS1)-12型断路器和原来SN10-10少油断路器的外形尺寸和安装尺寸存在差异，结合现场实际情况，最终决定焊两根63mm×63mm×5mm角钢在原柜体内，距柜底1050mm，作为安装支架。

在真空断路器安装前，对断路器整体及各部件做电气实验、真空灭弧室作工频耐压试验等，真空度及断路器的电气性能皆试验合格后，再将断路器通过螺栓固定在新焊接的角钢上。 

由于原断路器和新安装真空断路器的尺寸有所变化，连接到母排接线位置也发生较大变化，故需重新制作断路器主方至柜顶母线的母排。同时还由于二次线接线端子位置不一样且有所变化，对二次回路的线也全部进行重新布置和接入系统。完成后，先手动缓慢分合闸几次检验断路器机构是否有卡涩现象，若无卡滞，即可用电动机构分合闸及调试二次回路接线等是否正常。

安装完毕后进行全面检查无问题后方可投入使用。

经过现场安装总结更换一台断路器到投入运行所需要的时间不超过8个小时，因此改造时间极短，完全不影响生产。

5  真空断路器的日常维护

5.1  定期测量断路器的超行程

超行程是断路器触头弹簧由于动静触头相接触而受到压缩的距离，行程与开距的差值即为超行程，超行程必须要求在合格的范围内，方能满足触头之间的压力，以保证触头接触良好，不产生发热等现象，保证断路器的使用性能的要求。

5.2  定期检测灭弧室的真空度

真空度是真空断路器的一个重要指标，真空断路器灭弧室的真空度直接影响到断路器的开断能力。真空断路器真空度的检测方法较多，但是根据我们单位现场的情况及经验总结，交流耐压法是比较实用的方法。该方法比较简便，其方法是：额定电压40.5KV断路器在两触头间以不加工频电压至95KV，额定电压12KV断路器在两触头间以不大于12kV/s的速率升加工频电压至42KV，如果真空灭弧室内无击穿及连续放电等现象，则表明真空度还符合要求，可以使用。

5.3  灭弧室的更换条件

对于使用过程中有异常的灭弧室，到不到相应使用要求的，保证不了安全可高的使用性能是，需对灭弧室进行更换，一般更换条件如下： 

（1）真空断路器的触头磨损严重，达到或超出规定值不能继续使用的。 

（2）灭弧室真空度已经不能满足要求，性能达不到使用标准。

（3）同时应严格执行制造厂家的设计标准和相关的使用要求。

6  改造结论 

采用真空断路器替换原有的少油断路器的改造方式，其改造方法简单可高靠，并具有投资少、改造期间停电时间短、见效快，在改造后的一年的运行情况来，运行稳定，未出现过拒动、误动、分合闸失灵等情况，检修量极少同时配电室达到了无油化，防火防爆，大大的减少了我厂的运维成本，对于还在使用少油断路器的单位此方法完全值得推广。

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