农网改造中高压设备更新改造的探讨

电力18讯：    
随着电网容量的增加，高压设备的更新换代已势在必行。笔者在农网改造中，在设备选型、更新改造过程中遇到的问题，在此供同行参考。

1　高压断路器更新改造中的问题

(1)ZN系列真空断路器与CD10系列电磁机构、传动机构的配合问题：

高压断路器担负着电网中负荷电流的关合，故障电流的开断，线路重合闸的重要工作，是电网重要的高压设备之一，它的性能优劣与否，直接关系到电网的安全运行。以前在6～10kV配电网络中，绝大部分选用SN系列少油断路器，并配备CD10-10型电磁机构，此种高压断路器存在着遮断容量小、分闸时间长、维护工作量大、不能频繁操作、存在火灾爆炸隐患等缺点。用ZN系列真空断路器替代SN系列少油断路器是农网设备发展的趋势。在设备更新改造中，一般方案是采用更换断路器本体，保留断路器的传动及操动机构，这就不可避免出现了ZN系列真空断路器本体与CD系列电磁机构的配合问题。CD系列电磁机构能够提供较大的关合功，能够满足SN系列少油断路器高关合的需求。与SN系列少油断路器触头采用插入式触头不同的是，ZN系列真空断路器采用的是平板式对接触头，触头间距为10～12mm，其真空灭弧室是采用铜焊工艺，且在高温下抽真空，它的机构强度较低，耐震动差，与少油断路器相比，所需的合闸功较小，其关合能一般约为同级同容量少油断路器所需关合能的1/5，在CD10系列电磁机构与SN系列少油断路器相匹配时，传动机构中主拐臂的角度一般采用60°的大转角，且与断路器本体主拐臂臂长的比为1:1，这能满足SN系列少油断路器长行程的需求(一般为145±3mm)，而ZN系列真空断路器由于触头间距较小(一般为10～12mm)，所要求机构输出的行程也较小，在断路器本体拐臂角度一定的情况下，就要求传动机构的主拐臂转角较小，所以必须对传动机构进行改造，并注意断路器本体与机构的配合。我们在改造过程中采用的方法是：适当减小传动机构主拐臂的转角(一般为50°左右)，断路器本体主拐臂与传动机构主拐臂的比例采用1.2:1，缩短断路器本体与传动机构主拐臂之间垂直拉杆的距离(一般比原来缩短100mm左右)，调整断路器本体分闸弹簧的长度，使合闸速度适应真空断路器需求(一般为0.4～0.6m/s左右)。这样可以减少机构对断路器本体的机械应力和机械振动，降低对真空泡中波纹管的冲击，提高波纹管的使用寿命，减少触头的弹跳，减轻触头的熔焊程度，从而提高真空断路器的使用寿命。

(2)运行过程中，高压真空断路器触头磨损量的极限问题：

高压真空断路器的触头一般采用平板式对接触头，为保证触头可靠接触，在动触头与水平拉杆之间采用压缩弹簧来保证触头有一可靠压力，其弹簧压缩行程即为触头的超行程，数值一般为3～5mm，真空断路器经调整投运后，与少油断路器不同的是，由于存在电弧磨损，高压触头的超行程不是一个固定值，而是一个逐渐加大的数值，其超程的增加值即为触头的磨损量。因此在调整断路器时，必须预留触头的磨损极限，在保证触头良好接触的同时，以取下限(3mm)为宜，同时低超程还可以降低断路器在关合位置时，波纹管产生较大的应力，延长真空泡的使用年限。同时应定期检查真空断路器的超程及开距，特别是在发生近区短路故障时更应注意检查。

(3)运行过程中，真空断路器的真空度问题：

众所周知，真空断路器是采用真空作为熄弧介质来灭弧的，在极间间隙长度(即断路器的开距)一定的情况下，真空度的高低，直接影响到断路器熄灭电弧的成败。资料及运行中显示，以1mm极间间隙施加交流工频耐压为例，在10-4～10-8mmHg时极间耐压无变化，在10-4～10-3mmHg时极间耐压呈下降趋势，在几个mmHg时，极间耐压呈最低值，其中在10-2～10mmHg时，是容易发生辉光放电的区域。因此在安装结束及运行过程中，必须对断路器真空泡进行真空度检查，一般采用真空度检测仪进行检查，以不超过10-8mmHg为合格；如果无此设备，可以采用工频交流耐压设备，对断路器极间施加一定的工频交流耐压(以ZN系列为例，在极间施加42kV/min)以不发生极间辉光放电为合格。

(4)真空断路器在切断小电感电流时所产生的截流过电压及防范措施：

由于真空断路器具有较强的熄弧能力，所以在切断感性电流时，容易在电流自然过零之前熄灭电弧，即产生截流现象。这一部分能量伴随产生截流过电压，其数值一般为线电压的数倍之多。这就给设备绝缘造成了严重威胁。为避免这一现象的发生，在农网改造过程中，应采用并联电容器组成CR过电压抑制器，及时消除并限制操作过电压的产生。一般采用在每相开关的出线端并接一只电容器FW10.5/3～0.1/100，容量在100kvar即可满足要求。

2　避雷器的选型、安装问题

(1)避雷器的选型问题：

金属氧化物避雷器是近20年来研究成功并迅速在电力系统推广应用的一种新型避雷器，由于它具备非线性系数小，通流容量大，与炭化硅阀式避雷器相比，保护特性要优越得多，伏安特性曲线优良等优点。采用金属氧化<