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【摘 要】 真空断路器是由绝缘强度很高的真空作为灭弧介质的断路器，具有体积小、质量轻、寿命长、维护量少和适于频繁操作等特点。上世纪90年代以来，真空断路器逐步取代油断路器，被广泛应用在电力系统配电网中。本文对真空断路器故障及防治措施进行了探讨。
【关键词】 真空;断路器;故障;防治措施
一、真空断路器的主要工作原理
1、真空包内的屏敞保护层。在真空包内有一层用紫铜片制成的屏敞层，主要作用是防止触头在燃弧过程中生产的大量金属蒸汽和液滴喷溅，污染绝缘外壳的内壁，造成管内绝缘强度下降，其次，可以改善管内电场分布，也可吸收电弧能量，冷凝电弧生成物，提高真空弧室开断电流能力。
2、真空灭弧室工作原理。真空包内的真空灭弧室是利用高真空工作绝缘灭弧介质，靠密封在真空中的一对触头来实现电力电路的通断功能的一种电真空器件。当其断开一定数值的电流时，动静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的一点上，出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致极强烈的发射和间隙击穿，产生真空电弧，当工频电流接近零时，同时也是触头开距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体，于是电流被分断。
由于灭弧室的静态压力极低，约10-2～10-6pa，所以只需很小的触头间隙就可达到很高的电介质强度。分闸过程中的高温产生了金属蒸气离子和电子组成的电弧等离子体，使电流将持续一段很短的时间。由于触头上形螺旋槽，电流曲折路径效应形成的磁场作用在电弧上，使电弧以每秒10～100米的速度在触头表面旋转运行，直到电弧熄灭。这样即使在切断很大的电流时，也可避免触头表面的局部过热与不均匀的灼烧。电弧在电流自然过零时熄灭，残留的离子、电子和金属蒸气只需在毫秒级时间内即可复合或凝聚在触头表面屏蔽罩上，因此，灭弧室断口的电介质强度恢复极快。对真空灭弧来说，由于触头间隙小，金属蒸气产生的电弧等离子体导电率高，电弧电压极低。加外，燃弧时间短，伴生的电弧能量极小，综上各点都有利于触头寿命的增加，也有利于真空灭弧室性能的提高。
二、真空断路器故障及防治措施
1、断路器本体故障及处理措施分析。真空断路器在运行使用过程中容易发生的本体故障多为真空泡真空度降低。这一故障产生的主要原因在于：真空断路器运行时，绝缘灭弧过程均是在真空泡中执行的，而由于断路器本身并不具监测装置，无法对真空泡内的灭弧工作进行监督，所以导致运行人员无法获得精确的真空度，无从判断机器故障。这样一来，真空断路器内部存在的安全隐患值就会急速上升，危险性大大提高。如果真空泡灭弧工作中出现了隐性故障，比如断路器真空度降低导致机器无法正常灭弧，所造成的直接后果是没有被灭掉的电弧持续、长时间燃烧，进而引发爆炸。
分析真空断路器运行中真空度降低原因，不难发现断路器真空度之所以会下降是因为：（1）真空泡的材质以及制作工艺存在问题，导致真空泡本身质量缺乏，从而无法实现正常灭弧;（2）真空泡的组装工艺存在问题，组装过程中发生组装不当或调试装配不当，从而导致真空泡运行受影响，外界机械力进一步降低了真空泡的运行性能;（3）断路器中金属部位和玻璃部位的连接处出现漏点，导致真空泡灭弧失败，影响并降低了真空度。
相应的解决措施：在正式使用真空断路器之前，必须先对真空断路器内部真空泡进行检测，测试它的真空度，确保真空度合格之后再投入使用;真空断路器运行中，运行人员以及维修维护人员要对真空泡的金属屏蔽罩进行检查，看其表面颜色是否发生变化，并注意测听真空泡的运行声音，并做好测听记录;如果检查中发现金属屏蔽罩颜色发生了变化，推断出真空度降低了，要及时更换真空泡;新更换的真空泡在组装时必须严格按照要求组装，组装完成后同样要对真空泡的真空度进行检测，同时做好检测笔录，便于日后维修参考。
2、真空断路器操作回路故障及解决措施。首先，操作回路在真空断路器运行过程中很容易发生熔断问题，原因可能是熔断器熔体质量、性能不符合要求造成;其次，若操作回路中的电源数值过低，则很可能导致电路发生拒合、拒分问题，致真空断路器产生运行故障;再次，二次回路脱落，或出现断线问题也会对真空断路器運行效率造成影响，引发故障。
针对上述几类问题，建议在解决时采取以下几种对应措施：一，熔断器熔体质量不合格而导致熔断以后，维修人员要立即更换热熔断器，并保证新熔断器熔体的质量，确保熔体性能是符合设计要求的;二，若回路的操作电源过低造成拒分、拒合现象，在处理时要弄清楚电压过低的原因，然后再采取措施将电压恢复到正常状态;三，二次回路出现松动、脱线问题以后，要立即更换接线线路，确保二次回路接线的稳固性。
3、辅助和操动机构机械故障现象及处理方法
（1）出现电动或手动无法分合的情况时，在机械方面应先检查机构有无正常储能。如储能正常，可能是由于分合闸半轴上的挡片松脱或者分合闸顶杆的行程不足导致，还有可能是分合闸顶杆变形致使分合闸时存在卡涩卡死现象，造成断路器无法正常分合闸。要通过重新调整分合闸线圈顶杆的行程及固定分合闸半轴挡片以及更换或修理有缺陷的顶杆方法来解决故障问题。当储能不正常时或二次回路出现问题，则要通过检查储能电机、行程开关及控制回路等办法来进行处理。
（2）弹操机构无法电动及手动储能。主要原因为储能机构内单向轴承损坏或者储能锁扣不能复位致使储能齿轮空转。CT19型的机构中易发生此类故障问题。可更换储能机构内单向轴承或更换（清洁）复位弹簧，使其储能正常。
4、断路器日常维护措施
真空断路器维护并不只是故障发生之后的事，在故障发生之前也需要对断路器进行日常维护。如果真空断路器在运行过程中发生了一般性故障，实际处理故障时，首要工作是先分析故障类型，判断属于电气或二次回路方面的问题还是机械方面的故障，再进行下一步处理。判断故障的方法较为简便，首先让机构处于完全储能状态，手动分合断路器能可靠分合的，可基本排除机械故障。再进行电动分合闸，若分合闸电磁铁发生动作而开关分合闸不成功，检查二次控制电压正常。对于真空度降低、分合闸不同期、分合闸速度不足、弹跳大等较为隐蔽的故障，进行检修工作时必须使用有关的科学仪器进行测试与测量，通过对实际测量数据的分析判断解决问题。
除了对故障的检修，在日常工作中也要对真空断路器进行一定的维护工作，包括传动机构和绝缘支柱的清洁，避免增大转动摩擦，适当添加润滑剂确保运作的灵活性。停电检修真空断路器应做回路电阻及机械特性试验，及时处理断路器因过热等产生的损坏部件。断路器的故障检修及维护工作与其他不同电压等级的断路器或变压器等设备的机械及二次回路故障检修原理均有相同之处，通过不断积累经验可不断地完善技术手段，达到更好的故障排除率和维护水平。
三、结束语
随着真空断路器在电气工程中的广泛应用，变电站、配电网络等场所变电运行工作的开展也更加顺利，为电气工程注入了新技术，进一步促进了电气工程的发展。基于真空断路器应用的广泛性，本文以真空断路器的应用为例，对其在应用过程中遇到的问题以及相应的处理措施作详细论述，得出结论，供同行参考借鉴。
参考文献：
[1]谢胜利，孔祥华.10KV真空断路器的安装调试与维护[J].科技资讯，2010（01）.
[2]封庆.综述真空断路器存在的问题处理及预防措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（04）.
[3]梁祖路.试论真空断路器在运行中常见的故障检修与维护[J].装备制造，2010（04）.
【关键词】 真空;断路器;故障;防治措施
一、真空断路器的主要工作原理
1、真空包内的屏敞保护层。在真空包内有一层用紫铜片制成的屏敞层，主要作用是防止触头在燃弧过程中生产的大量金属蒸汽和液滴喷溅，污染绝缘外壳的内壁，造成管内绝缘强度下降，其次，可以改善管内电场分布，也可吸收电弧能量，冷凝电弧生成物，提高真空弧室开断电流能力。
2、真空灭弧室工作原理。真空包内的真空灭弧室是利用高真空工作绝缘灭弧介质，靠密封在真空中的一对触头来实现电力电路的通断功能的一种电真空器件。当其断开一定数值的电流时，动静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的一点上，出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致极强烈的发射和间隙击穿，产生真空电弧，当工频电流接近零时，同时也是触头开距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，电弧电流过零后，触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体，于是电流被分断。
由于灭弧室的静态压力极低，约10-2～10-6pa，所以只需很小的触头间隙就可达到很高的电介质强度。分闸过程中的高温产生了金属蒸气离子和电子组成的电弧等离子体，使电流将持续一段很短的时间。由于触头上形螺旋槽，电流曲折路径效应形成的磁场作用在电弧上，使电弧以每秒10～100米的速度在触头表面旋转运行，直到电弧熄灭。这样即使在切断很大的电流时，也可避免触头表面的局部过热与不均匀的灼烧。电弧在电流自然过零时熄灭，残留的离子、电子和金属蒸气只需在毫秒级时间内即可复合或凝聚在触头表面屏蔽罩上，因此，灭弧室断口的电介质强度恢复极快。对真空灭弧来说，由于触头间隙小，金属蒸气产生的电弧等离子体导电率高，电弧电压极低。加外，燃弧时间短，伴生的电弧能量极小，综上各点都有利于触头寿命的增加，也有利于真空灭弧室性能的提高。
二、真空断路器故障及防治措施
1、断路器本体故障及处理措施分析。真空断路器在运行使用过程中容易发生的本体故障多为真空泡真空度降低。这一故障产生的主要原因在于：真空断路器运行时，绝缘灭弧过程均是在真空泡中执行的，而由于断路器本身并不具监测装置，无法对真空泡内的灭弧工作进行监督，所以导致运行人员无法获得精确的真空度，无从判断机器故障。这样一来，真空断路器内部存在的安全隐患值就会急速上升，危险性大大提高。如果真空泡灭弧工作中出现了隐性故障，比如断路器真空度降低导致机器无法正常灭弧，所造成的直接后果是没有被灭掉的电弧持续、长时间燃烧，进而引发爆炸。
分析真空断路器运行中真空度降低原因，不难发现断路器真空度之所以会下降是因为：（1）真空泡的材质以及制作工艺存在问题，导致真空泡本身质量缺乏，从而无法实现正常灭弧;（2）真空泡的组装工艺存在问题，组装过程中发生组装不当或调试装配不当，从而导致真空泡运行受影响，外界机械力进一步降低了真空泡的运行性能;（3）断路器中金属部位和玻璃部位的连接处出现漏点，导致真空泡灭弧失败，影响并降低了真空度。
相应的解决措施：在正式使用真空断路器之前，必须先对真空断路器内部真空泡进行检测，测试它的真空度，确保真空度合格之后再投入使用;真空断路器运行中，运行人员以及维修维护人员要对真空泡的金属屏蔽罩进行检查，看其表面颜色是否发生变化，并注意测听真空泡的运行声音，并做好测听记录;如果检查中发现金属屏蔽罩颜色发生了变化，推断出真空度降低了，要及时更换真空泡;新更换的真空泡在组装时必须严格按照要求组装，组装完成后同样要对真空泡的真空度进行检测，同时做好检测笔录，便于日后维修参考。
2、真空断路器操作回路故障及解决措施。首先，操作回路在真空断路器运行过程中很容易发生熔断问题，原因可能是熔断器熔体质量、性能不符合要求造成;其次，若操作回路中的电源数值过低，则很可能导致电路发生拒合、拒分问题，致真空断路器产生运行故障;再次，二次回路脱落，或出现断线问题也会对真空断路器運行效率造成影响，引发故障。
针对上述几类问题，建议在解决时采取以下几种对应措施：一，熔断器熔体质量不合格而导致熔断以后，维修人员要立即更换热熔断器，并保证新熔断器熔体的质量，确保熔体性能是符合设计要求的;二，若回路的操作电源过低造成拒分、拒合现象，在处理时要弄清楚电压过低的原因，然后再采取措施将电压恢复到正常状态;三，二次回路出现松动、脱线问题以后，要立即更换接线线路，确保二次回路接线的稳固性。
3、辅助和操动机构机械故障现象及处理方法
（1）出现电动或手动无法分合的情况时，在机械方面应先检查机构有无正常储能。如储能正常，可能是由于分合闸半轴上的挡片松脱或者分合闸顶杆的行程不足导致，还有可能是分合闸顶杆变形致使分合闸时存在卡涩卡死现象，造成断路器无法正常分合闸。要通过重新调整分合闸线圈顶杆的行程及固定分合闸半轴挡片以及更换或修理有缺陷的顶杆方法来解决故障问题。当储能不正常时或二次回路出现问题，则要通过检查储能电机、行程开关及控制回路等办法来进行处理。
（2）弹操机构无法电动及手动储能。主要原因为储能机构内单向轴承损坏或者储能锁扣不能复位致使储能齿轮空转。CT19型的机构中易发生此类故障问题。可更换储能机构内单向轴承或更换（清洁）复位弹簧，使其储能正常。
4、断路器日常维护措施
真空断路器维护并不只是故障发生之后的事，在故障发生之前也需要对断路器进行日常维护。如果真空断路器在运行过程中发生了一般性故障，实际处理故障时，首要工作是先分析故障类型，判断属于电气或二次回路方面的问题还是机械方面的故障，再进行下一步处理。判断故障的方法较为简便，首先让机构处于完全储能状态，手动分合断路器能可靠分合的，可基本排除机械故障。再进行电动分合闸，若分合闸电磁铁发生动作而开关分合闸不成功，检查二次控制电压正常。对于真空度降低、分合闸不同期、分合闸速度不足、弹跳大等较为隐蔽的故障，进行检修工作时必须使用有关的科学仪器进行测试与测量，通过对实际测量数据的分析判断解决问题。
除了对故障的检修，在日常工作中也要对真空断路器进行一定的维护工作，包括传动机构和绝缘支柱的清洁，避免增大转动摩擦，适当添加润滑剂确保运作的灵活性。停电检修真空断路器应做回路电阻及机械特性试验，及时处理断路器因过热等产生的损坏部件。断路器的故障检修及维护工作与其他不同电压等级的断路器或变压器等设备的机械及二次回路故障检修原理均有相同之处，通过不断积累经验可不断地完善技术手段，达到更好的故障排除率和维护水平。
三、结束语
随着真空断路器在电气工程中的广泛应用，变电站、配电网络等场所变电运行工作的开展也更加顺利，为电气工程注入了新技术，进一步促进了电气工程的发展。基于真空断路器应用的广泛性，本文以真空断路器的应用为例，对其在应用过程中遇到的问题以及相应的处理措施作详细论述，得出结论，供同行参考借鉴。
参考文献：
[1]谢胜利，孔祥华.10KV真空断路器的安装调试与维护[J].科技资讯，2010（01）.
[2]封庆.综述真空断路器存在的问题处理及预防措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（04）.
[3]梁祖路.试论真空断路器在运行中常见的故障检修与维护[J].装备制造，2010（04）.