真空斷路器在中國應(yīng)用的經(jīng)驗


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真空斷路器在中國應(yīng)用的經(jīng)驗

　　【摘　要】　首先介紹了我國改革開放以來真空開關(guān)的發(fā)展概況，總結(jié)了我國真空開關(guān)在發(fā)展過程中取得的成就及經(jīng)驗。闡述了我國中等電壓等級的真空斷路器的完善化，完成了開斷能力50kA和63kA的真空斷路器的研制工作，并正在開發(fā)更大開斷能力的真空斷路器，如額定電壓24kV、額定電流12500A、開斷能力125～240kA保護(hù)大容量發(fā)電機(jī)組的真空斷路器，還報道了我國已研制成功110kV、戶外雙斷口真空斷路器和進(jìn)一步開發(fā)220kV的戶外真空斷路器和其他產(chǎn)品。
　　文章最后報道了中國電力科學(xué)研究院,在1997～1998年運行中的真空開關(guān)所發(fā)生事故的分析報告和在運行中各類真空開關(guān)的實踐經(jīng)驗總結(jié)，以便向我國制造部門提出更高的制造要求和改進(jìn)真空開關(guān)的制造水平。
　　1　一般概述
　　早在1978年，我國不少工礦企業(yè)對真空開關(guān)已有所了解，并希望能早日應(yīng)用到這些企業(yè)中去，而當(dāng)時國內(nèi)制造真空開關(guān)的工廠也在尋找有關(guān)真空開關(guān)的應(yīng)用單位。中型鋼鐵企業(yè)在連續(xù)軋鋼生產(chǎn)過程中，一直選擇不到比較合適的高壓接觸器來承擔(dān)連續(xù)不斷軋鋼操作運行下的要求，而已在運行中的電磁式高壓接觸器均來自原蘇聯(lián)和東歐國家，這批在連續(xù)軋鋼生產(chǎn)運行中的設(shè)備一直很不穩(wěn)定，加上這些設(shè)備已運轉(zhuǎn)期滿，亦需要更換補(bǔ)充新設(shè)備，但再要進(jìn)口購買這些設(shè)備在經(jīng)濟(jì)上有一定困難。選擇了國產(chǎn)的高壓少油斷路器來替代，雖然高壓少油斷路器的價格低廉，但在生產(chǎn)過程中需不斷地替換和檢修高壓少油斷路器,來保證維持生產(chǎn)，這樣勞動強(qiáng)度較高，所以在我國最先投入使用國產(chǎn)真空開關(guān)的就是這批中型鋼鐵企業(yè)。由于當(dāng)時選用國產(chǎn)真空接觸器還沒有保護(hù)線路短路故障的大容量限流熔斷器，僅選用了真空斷路器來替代真空接觸器。不久西安交通大學(xué)研制出了這種大容量限流熔斷器，才有力地解決了真空接觸器與大容量限流熔斷器配套的問題。這批首次應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)中的真空斷路器或真空接觸器，在實際運行中非常平穩(wěn)，獲得了用戶們的好評和滿意。因為真空開關(guān)在實際運行中,幾乎不需要像高壓少油斷路器那樣需經(jīng)常維護(hù)檢修，大大降低了勞動生產(chǎn)率。此外，在長期頻繁操作過程中沒有像其他開關(guān)那樣，在運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生強(qiáng)烈的燥聲，因而大大減輕了工人們的疲勞感受。同時發(fā)揮了真空開關(guān)還具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長等優(yōu)點。
　　隨著我國改革開放的不斷深化，國內(nèi)石油、化工、電子和礦山等企業(yè)也陸續(xù)使用了各種真空開關(guān)。由于這些企業(yè)的動力都要求真空開關(guān)來配套，除部分企業(yè)直接從國外引進(jìn)真空開關(guān)外，大多數(shù)企業(yè)采用了國產(chǎn)的真空開關(guān)，這樣大大促進(jìn)了我國真空開關(guān)的生產(chǎn)。但實際使用真空開關(guān)的主要用戶是電力工業(yè)部門，而當(dāng)時電力工業(yè)部門對真空開關(guān)的優(yōu)點還不十分了解，同時國內(nèi)生產(chǎn)的真空開關(guān)的質(zhì)量亦不夠穩(wěn)定，例如，截流過電壓偏高,真空滅弧室還有個別漏氣的現(xiàn)象。當(dāng)時只在少數(shù)電力用戶開始應(yīng)用和試用。關(guān)于上述一些問題，經(jīng)過國內(nèi)制造廠、科研單位和高等院校共同努力的結(jié)果，大約到1990年已基本上得到了解決，同時對真空開關(guān)的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量也有顯著提高，使電力工業(yè)部門認(rèn)識到真空開關(guān)確實是一種比較優(yōu)越的中壓開關(guān)設(shè)備之一。
　　1.1　真空滅弧室的事故分析
　　據(jù)西安高壓電器研究所1999年的調(diào)查表明,國產(chǎn)真空滅弧室的質(zhì)量已趨于正常狀態(tài)，事故率已逐年下降。根據(jù)事故分析報告，真空滅弧室造成漏氣的大概有下列幾個方面。
　　1.1.1　真空滅弧室的本體漏氣
　　真空滅弧室的漏氣在全世界均有存在，但位數(shù)極少。分析國內(nèi)存在問題的原因有原料的質(zhì)量，也有制造工藝和設(shè)計的因素，還有使用不當(dāng)?shù)取?br>　　(a)原材料的質(zhì)量無氧銅棒的縱向氣線、可伐和不銹鋼板裂縫均可造成慢性漏氣。這種情況在生產(chǎn)過程中均發(fā)現(xiàn)過，但由此造成的漏氣，工廠已能在原材料進(jìn)廠時嚴(yán)格檢查和產(chǎn)品出廠前檢驗中發(fā)現(xiàn)，尚未發(fā)現(xiàn)流到運行現(xiàn)場。
　　陶瓷外殼質(zhì)量一致性差，金屬化分散性大，陶瓷－ 金屬封接強(qiáng)度不穩(wěn)定,都是造成陶瓷真空滅弧室漏氣的主要原因。這種漏氣與真空滅弧室生產(chǎn)批次有關(guān)，大量的漏氣故障往往發(fā)生在個別批次中。實際使用中曾發(fā)現(xiàn)個別批次的真空滅弧室漏氣情況遠(yuǎn)較其他批次高，經(jīng)分析檢驗均是由這種原因引起的。
　　(b)制造工藝和設(shè)計的因素
　　陶瓷金屬化工藝不穩(wěn)定，與陶瓷外殼材料質(zhì)量不穩(wěn)定，共同構(gòu)成了批次的高漏氣比率。使用中曾發(fā)現(xiàn)因設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致封接應(yīng)力大而產(chǎn)生氣密性的漏氣。
　　(c)使用不當(dāng)
　　在沿海地區(qū)及海上平臺使用的真空滅弧室，由于鹽霧的侵蝕，造成不銹鋼波紋管和蓋板及封接面腐蝕，導(dǎo)致的漏氣情況也有發(fā)生。金屬波紋管是薄壁零件，鹽霧及凝露點狀腐蝕，是導(dǎo)致波紋管漏氣的主要原因。
　　用戶使用及儲放環(huán)境不符合要求，也曾有導(dǎo)致真空滅弧室漏氣的情況。
　　1.1.2　波紋管的質(zhì)量
　　我國極大多數(shù)波紋管是采用0.15mm厚的不銹鋼油壓成形的，在三、四年前，因不銹鋼原材料厚度的不均勻性，直接影響了制成的波紋管使用壽命。
　　近幾年來不銹鋼的質(zhì)量和厚度均勻性都有很大的提高，同時油壓設(shè)備的不斷改進(jìn)，使波紋管的制造技術(shù)有很大的改善，操作壽命已達(dá)到20000次以上，目前正向著更高的操作壽命努力，已能控制操作壽命在30000～40000次左右，
　　1.1.3　排氣工藝技術(shù)