VD4斷路器在試驗位置無法合閘的故障處理

李 強，山江川，魏彥勛

(中核核電運行管理有限公司，浙江 嘉興 314300)

VD4斷路器在試驗位置無法合閘的故障處理

李 強，山江川，魏彥勛

(中核核電運行管理有限公司，浙江 嘉興 314300)

簡要說明了VD4斷路器的基本結構及其在核電廠的應用，結合某核電廠換料檢修期間VD4斷路器傳動試驗時在試驗位置無法合閘的故障，分析了故障原因并介紹了處理過程，提出了相應的維護檢查建議，為類似故障的解決提供了借鑒。

VD4斷路器；試驗位置；工作位置；合閘閉鎖

0 VD4斷路器的基本結構簡介

VD4中壓真空斷路器是以空氣為絕緣介質的戶內式開關設備元件，其滅弧室被整體澆注在極柱中。整體澆注的極柱結構更堅固，可為真空滅弧室提供更加充分的保護，并可消除灰塵和潮氣對滅弧室的外絕緣能力的影響，被廣泛應用于核電廠中壓廠用電系統。通常，核電廠中壓母線的電源進線開關及“三大泵”系統(一回路主冷卻劑泵、二回路主給水泵及海水系統的循環水泵)均采用不同額定電流的VD4斷路器作為供電開關。

VD4斷路器主要由真空斷路器和操作機構組成，基本結構如圖1所示。

真空斷路器安裝在操作機構外殼后部。真空斷路器的導電部分設置在用絕緣材料制成的圓筒體內，能使真空滅弧室免受外界影響和機械傷害。

1 故障現象

某核電廠換料大修期間進行VD4斷路器試驗位置的傳動試驗時，相繼發現多臺斷路器無法合閘的故障。主要表現為：合閘閉鎖電磁鐵Y2已得電，且合閘線圈回路已滿足合閘條件，但斷路器仍無法合閘。

圖1 VD4斷路器基本結構

根據VD4斷路器的控制原理，在試驗位置時合閘閉鎖電磁鐵Y2得電(合閘閉鎖機構見圖2)，說明試驗位置輔助觸點S8已經動作閉合，S8至閉鎖電磁鐵Y2的觸點為閉合狀態。進一步檢查VD4斷路器的結構，發現斷路器閉鎖架已抬起，聯動閉鎖桿動作，合閘機構閉鎖，導致斷路器無法合閘。

圖2 合閘閉鎖機構

2 故障原因

斷路器閉鎖架抬起，表明斷路器不在正確的試驗位置。該閉鎖裝置的功能是用于實現斷路器在非試驗位置或工作位置時，不允許斷路器合閘的機械閉鎖。當斷路器合閘后，合閘轉動機構的滾輪將閉鎖架壓住，閉鎖架聯動底盤閉鎖裝置將斷路器底盤的絲桿鎖死，即斷路器在合閘狀態時不允許改變斷路器的位置，等效于實現了防止“帶負荷拉合隔離開關”的機械閉鎖功能。

進一步檢查斷路器的底盤位置，發現斷路器底盤的絲桿雖然已經無法搖動(朝試驗位置方向)，但絲桿角度未在正確位置，底盤橫梁定位銷也無法操作(向絲桿方向拉動)。斷路器底盤絲桿角度及橫梁定位銷如圖3所示。

通過上述檢查，可以確定此次故障是由于斷路器底盤位置不到位導致的。打開斷路器底盤后，發現帶動試驗位置輔助觸點S8的止動銅滑塊沒有釋放，仍鎖死在動作閉合位置，止動銅滑塊凹槽邊緣的凸臺將絲桿上的定位塊卡死，導致絲杠定位塊無法進入止動銅滑塊的凹槽，不能繼續轉動，約差了1/4-1/2圈。

圖3 斷路器底盤絲桿角度及橫梁定位銷

斷路器底盤絲桿定位塊和止動銅滑塊結構如圖4所示。圖4(a)試驗位置止動銅滑塊正確復位，絲桿上的定位塊可進入凹槽，繼續搖動，將帶動止動銅滑塊連同S8輔助觸點動作，進入圖4(b)的位置狀態；圖4(b)為絲桿搖至正確的試驗位置時，止動銅滑塊和絲桿的位置；圖4(c)中止動銅滑塊未正確復位，絲桿定位塊被卡死。

從圖4可以看出：由于試驗位置止動銅滑塊未正確復位，造成S8輔助觸點仍保持在閉合狀態，但絲桿定位塊卻被止動銅滑塊邊緣的凸臺位置A卡死，導致斷路器未進入正確的試驗位置，底盤位置機構聯動斷路器閉鎖架和閉鎖桿，將斷路器合閘功能閉鎖；同時由于絲桿位置未正確到位，底盤橫梁定位銷無法操作。

在此次缺陷的檢查和隨后的處理過程中，工作人員發現止動銅滑塊及其定位壓塊處的潤滑油脂干澀，兩者之間有一定的卡澀現象。同時，出現故障的斷路器運行均已超過10年，在多次操作后，止動銅滑塊的凹槽和絲桿上的定位塊會有不同程度的磨損，絲桿也可能有輕微的變形。上述因素可能導致斷路器在某次由工作位置至試驗位置操作時，絲桿上的定位塊沒有帶動止動銅滑塊正確復位，造成試驗位置無法合閘的故障。

導致止動銅滑塊未正確復位的主要原因如下：

(1) 止動銅滑塊及其定位壓塊潤滑不良，存在卡澀；

圖4 斷路器底盤絲桿定位塊和止動銅滑塊結構

(2) 止動銅滑塊的定位壓塊彈簧壓得過緊；

(3) 止動銅滑塊、絲桿上的定位塊有磨損現象；

(4) 絲桿變形。

3 故障處理

工作人員將止動銅滑塊的定位壓塊抬起，止動銅滑塊在S8輔助觸點復位彈簧力的作用下正確復位，絲杠上的定位塊進入止動銅滑塊的凹槽，絲桿正確到位，底盤位置機構正確動作聯動閉鎖架和閉鎖桿，將合閘閉鎖解除，斷路器恢復了在試驗位置的合閘功能。

4 檢修維護及工作建議

分析了此次故障的原因后，對VD4斷路器的檢修維護工作提出以下幾點建議。

(1) 斷路器在拉出開關柜外檢修維護時，應搖動絲桿，檢查絲桿是否正確到位；如若到位，可清晰聽到止動銅滑塊、定位壓塊動作的“咔噠”聲。

(2) 斷路器在拉出開關柜外檢修維護時，應在試驗和工作位置分別驗證斷路器的合閘功能。

(3) 定期打開斷路器的底盤，檢查止動銅滑塊及其定位壓塊的潤滑情況，是否存在卡澀；檢查止動銅滑塊和絲桿上的定位塊是否存在磨損；檢查絲桿是否變形。

(4) 檢查閉鎖桿與合閘機構的塑料凸輪之間的間隙是否為20+1mm。若此間隙過大，會影響斷路器小車處于中間位置(非工作位置或試驗位置)時無法合閘的閉鎖功能；若此間隙過小，會影響斷路器小車處于試驗或工作位置時的正常合閘功能。

(5) 斷路器合閘后，檢查滾輪與閉鎖架的間隙，其值不應大于0.5 mm。若此間隙過大，會影響斷路器合閘狀態下的閉鎖功能，無法移動斷路器小車。

(6) 儲備相應型號斷路器的底盤備件，甚至整臺斷路器備件。

VD4斷路器在核電廠乃至其他電廠或配電站都有廣泛的應用，是重要電源和負荷的供電開關，其性能的可靠性及運行的穩定性將直接影響電廠或電站的安全運行。

1 張寶坤，何玉磊.斷路器控制回路缺陷引起的事故分析及改進方案[J].電力安全技術，2011，13(1)：30-32.

2 王德武.一起母聯斷路器誤跳閘的原因分析和對策[J].電力安全技術，2013，15(7)：34-35.

3 周軍偉，丁國松，趙炳成.一起VD4真空斷路器合閘線圈燒毀事故的反思[J].廣西電力，2011，36(6)：84-86.

4 鄔 鋼，李 進.VD4型真空斷路器合閘線圈燒毀的故障分析[J].高電壓技術，2006，32(1)：121-122.

2016-09-22。

李 強(1983-)，男，工程師，主要從事核電廠電氣設備的檢修與管理工作，email：liqinang@cnnp.com.on。

山江川(1991-)，女，助理工程師，主要從事核電廠變壓器及中壓開關的維護工作。

魏彥勛(1986-)，男，工程師，主要從事核電廠繼電保護設備的管理與維修。