摘要：近年来，随着VD4中压真空断路器的广泛应用，作为电力系统最基本的重要组成部分，断路器的动作，主要通过它的操作机构来完成。因此，断路器操作机构决定了断路器的工作性能和可靠性。因断路器弹簧操作机构结构比较复杂，制造工艺复杂，加工精度高，维修成本高，容易发生机械故障而使操作机构拒动，本文介绍了VD4型真空断路器操作机构失灵故障，分析了弹簧操作机构磨损拒动情况，提出了解决操作机构失灵的对策。
关键词：VD4断路器；失灵；操作机构
1 引言
VD4-12型真空断路器是引进ABB公司设计的产品，断路器与操作机构一体化设计，具有体积小、重量轻、适用于频繁操作，灭弧不用检修的优点，在配电系统中应用普遍。宁煤集团甲醇分公司25万吨/年甲醇装置301变电所2005年7月投运以来，10kV配套开关柜大多采用VD4中压真空断路器，随着使用年限增长、断路器机械部件多次合分闸操作后出现磨损，部分机构出现操作失灵、机械闭锁缺失、操作机构元器件损坏等情况，造成部分设备无法正常运行、影响供电系统及时供电，如不能及时检查发现隐患，将制约化工生产装置安全稳定运行。
2 弹簧操作工作原理
断路器弹簧操动机构是利用弹簧拉伸和伸缩存储能量，作为分合闸时的动力。弹簧能量的储存是靠储能电机传送，合闸簧储能后，当合闸命令到来时，合闸线圈得电动作，使储能保持挚子动作，合闸簧释放能力，相应拐臂动作带动传动杆，使断路器合闸。分闸与之相类似。
3 操作机构故障现象及分析处理
3.1 弹簧储能机构出现故障
故障现象：电动不能储能，手动可以储能的处理措施：
3.1.1 电源未接通。应测试开关柜二次端子排上是否有电压，储能回路控制开关是否在合闸位置。
3.1.1 储能限位开关损坏。VD4型真空断路器的储能限位开关是控制储能电机启停以及接通信号回路的，用于控制电机启停的是储能限位开关的两对串联的常闭接点，当弹簧完成储能后，带动一个与其机械联动的储能限位开关动作，使常闭接点断开，电机的电源回路切断，电机立即停止储能。
3.1.3 电机碳刷磨损严重，储能电机不能正常工作。可直接更换电机碳刷。
3.1.4 储能电机烧损。可测量电机回路电阻，如有异常时，应检查储能电机是否烧损，应拔出连接导线，卸下电机进行更换。
3.2 断路器操作合不上闸
对于故障现象为电动合闸“拒合”，合闸脱扣器不动作的原因及处理措施：
3.2.1 断路器手车未到位
在手车未摇至试验或工作位的情况下，断路器小车底盘的两个行程开关都不能接通闭锁线圈回路，所以合闸回路不能接通，造成电动合闸“拒合”，合闸脱扣器将不能正确动作。此时可以观察开关柜智能操显装置手车指示器，将手车准确的摇至“工作位”或“试验位”即可。
3.2.2 断路器合闸闭锁电磁铁故障
如合闸闭锁电磁铁故障或者其微动开关接点动作不到位，也会造成合闸回路不通，电动合闸拒合故障。此时可以先测量一下闭锁线圈的电阻值，如不正常，可能是闭锁线圈匝间短路或断线，应更换合闸闭锁电磁铁模块。
3.2.3 断路器辅助开关触点不通或者航空插头的插针脱落
上述两种情况都会造成合闸线圈回路不通，电动合闸“拒合”的现象。在断路器分闸状态下，如辅助开关的常闭接点未返回接通，可以通过调节传动杆的间隙来处理；如果是航空插头的插针脱落，可以更换航空插头。
由合闸脱扣器动作无力造成电动合闸“拒合”，但手动能合闸成功时，则是合闸电压过低或者是合闸线圈供电回路无电压输入。之后检测合闸线圈的整流桥组件输出直流电压是否正常，如不正常，需更更换合闸线圈模块。
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3.3 断路器操作机构“拒分”
断路器不能分闸是非常危险的情况，主要故障现象及处理措施：
①电动分闸拒分，分闸脱扣器不动作；
②电动分闸拒分，分闸脱扣器动作无力，手动分闸能成功。
对于出现电动分闸拒分故障现象，分闸脱扣器不动作的原因及处理方法：
3.3.1 操作机构分闸脱扣器损坏
可测量分闸脱扣器线圈阻值，如有异常应更换分闸线圈。
3.3.2 断路器辅助开关接点接触不良
在断路器合闸后，辅助开关的常开接点应闭合，在断路器分闸后，辅助开关的常开接点应迅速断开分闸回路，使得分闸线圈承受短时通电。辅助开关的常开接点在正常断开过程中触点容易损坏，造成接触不良的现象。在损坏不严重情况下，可以调整传动杆的间隙，如严重时，更换断路器辅助开关。
3.3.3 二次控制回路接线松动或者航空插头的插针脱落
上述原因都会造成分闸控制回路不通，应逐一检查电气控制回路，排查二次接线松动情况，发现接线松动的应压接紧固；如果航空插头的插针发现脱落，应需要更换航空插头。
4 解决VD4操作机构操作失灵的具体对策
4.1 断路器操作机构检查限位挡块磨损情况。针对磨损严重程度，对限位挡块进行测绘加工，更换后的限位挡块应能满足安全操作要求，信号位置上传至智能操显装置上显示正确，通过检查处理，可解决断路器无“试验位”及“工作位”的技术问题；
4.2 断路器操作机构内部元件变形。如断路器操作机构的储能切换盘可能因油脂卡涩或异物等原因造成变形，该机构可能引发断路器储能系统故障，无法储能，致使设备无法合闸。电气检修人员应仔细检查确认，如发现需要调整校正的，现场立即处理；发现操作机构变形严重的，联系ABB维保人员予以维修。切实能够延长断路器的使用寿命；
4.3 断路器机械特性试验检测不合格。断路器的机械特性主要是物理特性检测，主要包括合分闸时间、合闸弹跳、合分闸不同期性、行程超程及合闸速度等。如果断路器机械特性不合格或存在问题，将对断路器的电气性能造成影响或产生潜在的隐患。机械特性测试也是衡量和保障断路器运行工况及性能指标的的重要手段。因此，检修后的断路器应对断路器做上述机械特性试验，试验合格后，方可投入使用。4.4 检查断路器底盘传动丝杆是否卡涩，机械位置信号不能上传问题。
4.4 断路器合分闸控制及脱扣系统检查。断路器合分闸控制及脱扣系统关系到断路器合分闸时，可靠的连接重要元件，如控制及脱扣器变形、偏位、磨损严重将会影响断路器出现“拒合”、“拒分”事故，因此，检查控制及脱扣机构是否灵活，外观是否变形、错位、能够有效防止断路器操作机构无法可靠的动作。
通过上述四个方面细致的对断路器内部操作机构检查、监测和测试，对易损部件测绘加工更换，调整操作机构行程等对策，确保机械机构动作灵敏、配合灵活，断路器及闭锁装置可靠操作，将大大延长断路器全生命周期。
5 结论
通过对公司10kV站内88台VD4型中压断路器操作机构深度检查及保养，总结出了一套中压真空断路器维护的专业技术资料及故障处理对策，现已攻关解决了公司内部VD4真空断路器操作失灵技术瓶颈，完成了12台断路器的检修任务，总结了技术经验，后期也能够快速发现其他设备类似故障，真正熟悉电气设备运行工况，杜绝事故的发生，提高设备运行的可靠性。经过团队制定方案、拆解分析，研讨对策，为公司内部节省检维修费用100余万元，达到了降本增效，历练队伍的目的，为装置安全平稳运行奠定了坚实的基础。
参考文献：
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[2]王显平. 电力系统故障分析.中国电力出版社.2008年
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[4]交流开关柜验收技术标准.（2008）
[5]电气装置安装工程电气设备交接试验标准.（GB50150-2006）
论文作者:高德文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/12
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