VD4真空断路器合分闸故障分析与处理

6kV真空断路器储能电机无法电动储能的故障 分析及处理

摘要：某电厂6kV真空断路器在运行状态下显示储能指示灯不亮，就地发出储能电机连续转动的声音，但是断路器储能指示灯不亮。

关键词：真空断路器；储能电机；指示灯；不亮

Failure analysis and treatment of 6kV vacuum circuit breaker energy storage

motor unable to store electric energy

LiYan，YangHaiTing，Wang Xiaowei，Guo Guosheng

(Inner Mongolia Kangbashi Jingneng Thermal Power Co. Ltd.)

Abstract: The energy storage indicator light of 6kV vacuum circuit breaker in a

power plant is not on when it is in operation, which makes the sound of continuous

rotation of energy storage motor locally, but the energy storage indicator light of the

circuit breaker is not on.

Key words: Vacuum circuit breaker；Energy storage motor；Indicator light；Not

bright

引言

该电厂有2台机组，使用的6kV真空断路器全部是厦门ABB开关有限公司生产的，断路器型号VD4/Z 12.12.40，额定电压12kV，额定电流1250A；该电厂从2017年开始陆续有15台储能电机故障，这是在其他电厂未发生过的，故障原因均是储能电机尼龙齿轮损坏（如图1），两台机组各28台断路器，其中1号机组有6台断路器出现过该类问题，2号机组有9台断路器出现过该类问题，2019年4月份该电厂委托厦门ABB开关厂家技术人员对厂内2号机组全部断路器进行维护保养，期间对2号机组原装（2012年）储能电机全部进行检查更换，并将更换下来的储能电机进行检测分析。

配模块化操动机构12...24kV , 630...4000A , 20...40kA

产品说明书

21

2

3

4

5概述3

断路器选择和订货11

产品性能30

外形尺寸33

电气原理图46

3概述1总则4

开断原理6

安装方式6

应用领域6

标准和证书6

运行安全7

附件8

操动机构8

技术性文档10

质量系统10

环境管理系统10

健康与安全管理系统10总则

新VD4真空断路器是ABB驰名的灭弧室和浇注极柱研

发和制造技术，以及先进的操动机构研发、设计和生产技术的完美结合。

VD4中压真空断路器的灭弧室被整体浇注在环氧树脂

中。整体浇注的极柱结构更坚固，可为真空灭弧室提

供更加充分的保护，并可消除灰尘和潮气对灭弧室的

外绝缘能力的影响。

灭弧室将开关的主触头永久密封在真空环境中，构成开

断灭弧单元。在真空中开断电流

真空断路器不需要灭弧和绝缘的介质。实际上，灭弧室

中不存在可被电离的物质。在任何情况下，当触头分离时，触头间的电弧通道仅仅由触头材料的金属蒸气构成。

电弧只能由外部能量维持，当主回路电流在自然过零点时刻消失，电弧即不能维持。在此刻，急速下降的载流

密度和快速凝聚的真空金属蒸气，使触头之间迅速恢复

了绝缘。真空灭弧室因此恢复了绝缘能力以及耐受系统

瞬态恢复电压的能力，最终将电弧熄灭。

即使在很小的开距下，真空也有很高的绝缘强度，因此

只要在电流过零点的数毫秒之前将真空灭弧室的触头分开，即能保证成功开断。

4概述特殊设计的触头几何形状和触头材质，以及很短的燃弧时间和极低的电弧电压，使触头烧蚀程度非常低，保证了灭弧室的长寿命。此外，真空还可以防止触头被氧化和污染。

EL型操动机构

现代真空灭弧室的触头所需分离速度低、行程小、质量

轻，仅需要机构提供很少的操作功。这保证了操作系统

的低磨损量，同时也意味着断路器仅需要很少的维护。

VD4断路器使用了弹簧储能、自由脱扣的模块化机械

操动机构。断路器的分合闸操作性能与具体操作者无关。此操动机构概念简单、使用方便，可以自由选配可简单快速安装的二次附件。朴素的设计思想带来了元器件的高可靠性。

1、 维修

维修工作用来维持开关设备的无故障运行并可获得最长的使用寿命。维修工作由以下几个紧密有关的部分组成：

检查—取决于实际使用情况；

维护—用于保持设备具体工作状况的措施；

检修—用于恢复设备具体工作状况的措施。

1.1 一般要求

由于真空断路器具有结构简单和耐用的特点，因此由很长的使用寿命。在整个使用期内，断路器操动机构的维修工作量极少，真空灭弧室毋需检修，即使室频繁的分闸操作和开断短路电流，对真空度也不会由影响。

维护工作与零部件受磨损和老化情况有关。为使断路器可靠地工作，所需进行的维修工作的间隔时间和检修范围将取决于工作环境的影响、操作次数、运行时间及开断短路电流的次数等诸因素。

在正常使用条件下，由于精心的检查和维护，元件的使用寿命理论上可达20000次或30000次。

注意：维护工作只能是由经过培训，熟悉本开关设备特性的人员担任，且应符合GB/IEC/VD标准与其他技术主管单位所颁布的各种有关安全规程的要求，此外，还须遵循其他的基本规程，如装配工艺规程等，建议在维护和检修各种方面聘请ABB公司的对外服务人员来承担。

在进行维修工作时，所有的辅助电源均必须断开且没有再送电的危险。

注意：为防止意外事故（尤其是手的受伤），对在操动机构上进行的各项各种应格外小心，特别是平面蜗卷弹簧尚未完全释能的情况时。即使弹簧处于未储能状态，也仍然有一定的弹力存在。

1.2 检查与维护

1.2.1断路器本体

带有真空灭弧室的断路器本体毋需维修，只有再充分怀疑断路器上可能受过外力作用，使真空灭弧室内部发生损坏的情况下，才检查真空度。真空灭弧室的使用寿命取决于电流总限额值时，这一限额值是按第2.4节说明的，与各种规定条件下的设备参数相符合。当达到电流总限额值时，真空灭弧室在才予以更换。

在断路器运行了二年或储存期超过了二年后，建议抽检灭弧室的真空度。

注意：拆卸和更换真空灭弧室，也应有相应的受过培训的人员或ABB公司的对外服务人员来承担，特别是在重新装配期间，需作适当调整。

配模块化操动机构12...24kV , 630...4000A , 20...40kA

产品说明书

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2

3

4

5概述3

断路器选择和订货11

产品性能30

外形尺寸33

电气原理图46

3概述1总则4

开断原理6

安装方式6

应用领域6

标准和证书6

运行安全7

附件8

操动机构8

技术性文档10

质量系统10

环境管理系统10

健康与安全管理系统10总则

新VD4真空断路器是ABB驰名的灭弧室和浇注极柱研

发和制造技术，以及先进的操动机构研发、设计和生产技术的完美结合。

VD4中压真空断路器的灭弧室被整体浇注在环氧树脂

中。整体浇注的极柱结构更坚固，可为真空灭弧室提

供更加充分的保护，并可消除灰尘和潮气对灭弧室的

外绝缘能力的影响。

灭弧室将开关的主触头永久密封在真空环境中，构成开

断灭弧单元。在真空中开断电流

真空断路器不需要灭弧和绝缘的介质。实际上，灭弧室

中不存在可被电离的物质。在任何情况下，当触头分离时，触头间的电弧通道仅仅由触头材料的金属蒸气构成。

电弧只能由外部能量维持，当主回路电流在自然过零点时刻消失，电弧即不能维持。在此刻，急速下降的载流

密度和快速凝聚的真空金属蒸气，使触头之间迅速恢复

了绝缘。真空灭弧室因此恢复了绝缘能力以及耐受系统

瞬态恢复电压的能力，最终将电弧熄灭。

即使在很小的开距下，真空也有很高的绝缘强度，因此

只要在电流过零点的数毫秒之前将真空灭弧室的触头分开，即能保证成功开断。

4概述特殊设计的触头几何形状和触头材质，以及很短的燃弧时间和极低的电弧电压，使触头烧蚀程度非常低，保证了灭弧室的长寿命。此外，真空还可以防止触头被氧化和污染。

EL型操动机构

现代真空灭弧室的触头所需分离速度低、行程小、质量

轻，仅需要机构提供很少的操作功。这保证了操作系统

的低磨损量，同时也意味着断路器仅需要很少的维护。

VD4断路器使用了弹簧储能、自由脱扣的模块化机械

操动机构。断路器的分合闸操作性能与具体操作者无关。此操动机构概念简单、使用方便，可以自由选配可简单快速安装的二次附件。朴素的设计思想带来了元器件的高可靠性。