关于 6kV 2A段进线工作电源开关触头烧蚀原因分析与预防的探讨 摘要 本文主要针对发电企业厂用电供电系统的6kV高压真空断路器触头过热烧蚀故障现象，着重分析了6kV高压真空断路器触头运行中出现过热烧蚀的原因，阐释存在的异常问题，提出了异常问题的应对措施，进一步预防和确保6kV高压真空断路器触头安全稳定运行。 关键词 6kV；手车；高压真空断路器；过热；烧蚀
1 引言
我公司6kV 2A段进线工作电源开关为伊顿电气公司生产的120W-VACX40型中置水平手车式高压真空断路器，断路器额定电流和额定短路分断电流分别为3150A、40kA ,目前已在我公司6kV厂用电供电系统中运行长达12年。120W-VACX40型断路器内部机械机构为前置式安装，储能方式为弹簧储能型，这种前置式机构具有易于检查、维修方便、自身所需部件较少、真空灭弧室寿命长、弹簧储能机构可靠性高等特点，并且能够长时间运行而不会发生故障，因此在我公司6kV厂用电供电系统中得到广泛应用。我公司6kV 2A段进线工作
电源开关与ET1-12型高压中置式开关柜配套使用，近几年中多次出现开关触头发热现象，在今年8月份2号机组临停检修中，发现6kV 2A段进线工作电源开关动、静触头出现过热烧蚀现象，断路器的触臂绝缘套管也出现过热发黑、烧熔痕迹。现本文针对6kV 2A段进线工作电源开关触头烧蚀原因进行分析，并提出相应预防措施，保证6kV高压真空断路器安全运行。
2 事件描述
2021年08月13日，我公司2号机临停检修期间，对6kV 2A段进线工作电源开关进行例行检查时，发现该高压真空断路器触头有过热烧损现象。进一步检查开关本体，发现开关本体B相下触臂靠近末端动触头处绝缘筒烧熔，动触头表面出现严重烧灼烧黑痕迹，动触头触指过热碳化，触指保持架弹簧熔断，同时，B相、C相上触臂防护罩出现受高温影响出现发黑情况。检查柜体内静触头，B相下部烧蚀较为严重，其余触头未见明显烧痕。具体图片见下图1、图2、图3。
图1 开关动触头触臂和绝缘罩壳
图2 开关B相下触臂动触头
图3 开关B相下部静触头
3 原因分析
6kV 2A段进线工作电源开关为伊顿公司生产的120W—VACX40型高压真空断路器，额定电
流3150A，额定电压12kV，总重量260kg，开关动触头设计形式为触指接触式梅花插头，开关静触头为柱形插座式。动触头由保持架、压紧弹簧、64片触指等部分组成，每两片触指组成1对沿圆周均匀排列。为了使动触头平滑地与静触头进行接触，在静触头顶端设计了长度1cm的过度斜面。
动、静触头和断路器手车连接示意如下图4、图5、图6所示，贤妻良母电影日本
图4 高压真空断路器在检修和试验位置
图5 高压真空断路器在工作位置
图6 正常运行中动、静触头连接位置
3.1 直接原因
通过检查发现在B相下动触头与触臂接触部分烧灼最为严重，该处触指已整体碳化剥落，动触头上的压紧弹簧失效并分离出工作位置。停运母线查看B相下部静触头，发现其与动触头触指接触部分整体出现过热烧灼毛刺。因此判断，该高压真空断路器触头烧灼直接原因为动触头压紧弹簧疲劳，紧力下降，造成动触头触指与触臂接触紧度松弛，产生间隙，使得触指整体接触电阻增大，在运行过程中承受过高的温升使得弹簧特性变差，触头间的压力下降，接触电阻随着时间的推移而不断增大，接触不良的程度逐步加剧，使得在通入电流较大时发生过热，最终以触指接触一圈为起点，热量逐步向导电部位发散恶化，最终
胡富国简历阻燃剂tbc导致开关B相导电部分发生严重过热烧蚀。如下图7所示
图7 过热烧坏的高压开关动静触头
3.2 间接原因
1、6kV 2A段进线电源开关为伊顿开关厂家生产的初代产品，具有伊顿家族式通病，静触头在初代设计时总长度为97mm，后出具相关文件，要求将静触头总长度加长至107mm，增加动静触头咬合位置，由于该6kV 2A段进线工作电源开关未进行过静触头加长更换，动、静触头咬合位置存在缺陷。
2、开关本体B相下部静触头压紧弹簧因温度高而发生熔断，使得该动、静触头接触紧力进
一步下降，接触电阻增大，接触点发热加剧，下部绝缘罩壳烧熔，同时热量沿着相间间隙向两侧延伸，使得B相和C相上部绝缘罩壳烧坏碳化发黑。
3、6kV 2A段进线工作电源开关处于墙角位置，空气对流较差，环境温度较高，散热效果不理想。华电集团招标采购网
4 暴露问题
1、6kV 2A段进线工作电源开关已运行十多年，未能有效掌握设备劣化趋势，未做好开关触头压紧弹簧状态变化管理。夏世莲
2、开关室内中央空调较差，设备所处环境散热效果不理想，虽已做好临时加装轴流风机辅助散热措施，但是未达到持续较好的散热效果。
3、未使用有效手段对开关温度状态进行监测，存在设备温度监测上的盲区。
5 解决方案及预防措施
5.1 解决方案
1、联系开关厂家紧急加工断路器三相损坏的触臂、动触头、静触头备件，到厂后进行更换。
2、重新更换断路器触臂绝缘套和动静触头，绝缘摇测保证相间绝缘可靠。
3、因断路器尚未发生短路，A、B、C三相真空泡做耐压试验，验证真空泡内真空度正常。
4、断路器A、B、C三相动触头上下断口做回路电阻试验，试验结果A相16.8uΩ，B相16.6uΩ，C相16.5uΩ，国家关于高压断路器预防性试验标准规定值为：不含动静触头，主回路电阻小于或等于45μΩ，由试验结果可以看出，均在合格范围内。
5、断路器动静触头合闸位置，做一次进出口母线整体回路电阻试验，试验结果A相为44.4uΩ，B相为37.9uΩ，C相为31.7uΩ，国家关于高压断路器预防性试验标准规定值为：含动静触头，主回路电阻小于或等于100μΩ，由试验结果可以看出，均在合格范围内。
6、检查新更换断路器动静触头咬合位置情况，达到15-25mm标准。
5.2 预防措施
1、因6kV 2B段进线电源开关也存在类似问题，考虑2B段进线开关目前未出现烧灼现象，但同样存在风险，加工动、静触头备件，利用后期2号机组临停消缺，对2B段进线开关进行更换，避免同类事件引起事故扩大。
2、2号机6kV两台进线电源开关已结合中修技改进行成套柜更换，开关及柜体整体换新，彻底消除伊顿开关备件停产带来的隐患。
功率变送器
3、加装无线测温装置，对重要开关动触头加装无线测温元件，在线监测断路器触头全天发热情况，提前发现异常，及时开展设备检修，避免事件扩大影响机组安全运行。
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