VD断路器常见故障分析和解决方法精品课件(二)

10kvVd4型真空断路器开关常见故障研究分析摘要：作为新型开关设备，真空断路器以其高绝缘、灭弧性能，良好的操作特性以及运行可靠性在10kV及以下的配电网络中得到了广泛的应用。

但是随着其应用的增多，故障和缺陷情况也随之凸显出来，本文以Vd4型真空断路器开关为研究对象，首先简要介绍了10kV真空断路器，然后论述了其常见故障类型及影响因素，以及探讨了10kV真空断路器故障处理措施。

关键词：10kV真空断路器；开关设备；故障处理方法1.引言在我国10kV配电网络中，随着供电负荷的不断增加真空断路器使用和维护越来越受到运行和检修人员的关注。

相比较10kV油开关，10kV真空断路器具有灭弧性能好、开断容量高、运行维护方便、寿命长等优点。

然而由于设计缺陷及技术失误等原因，给断路器的日常使用也带来不利的影响。

因此，加强有关10kV真空断路器常见故障及处理方法的研究，对于改善真空断路器运行质量具有重要的现实意义。

2.VD4型真空断路器结构与原理2.1VD4型真空断路器结构真空断路器主要由操动机构、骨架、传动机构、支撑用的绝缘子、真空灭弧室和导电元件组成。

操动机构分为电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构、气动操动机构、弹簧液压操动机构五种类型。

VD4型真空断路器是引进ABB公司技术设计制造的新一代真空断路器，断路器与操作机构一体化制造，具有体积小，性能优良的优点。

这种新型真空断路器在设计上的独到之处在于：①真空灭弧室极柱采用整体浇注绝缘；②弹簧操动机构采用模块化结构组成。

2.2真空断路器工作原理图1 真空断路器的内部结构（1）灭弧原理：真空断路器利用高真空作为内绝缘和灭弧介质。

当灭弧室内被抽成一定高真空时，其绝缘强度要比绝缘油、一个大气压力下的空气的绝缘强度高很多。

断路器配用的真空灭弧室，具有极高的真空度，当动、静触头在操动机构作用下带电分闸时，在触头间就会产生真空电弧。

同时由于触头的特殊结构，在触头间隙中产生适当的纵磁场，使真空电弧保持扩散型，并使电弧均匀的分布在触头表面燃烧，并维持低的电弧电压。

断路器故障与修理方法 - 断路器空气开关常见故障有触头系统和灭弧系统，现分别介绍如下。

（一）触头系统1.触头压力不足。

因长期使用，触头弹簧变形、氧化，张力消逝或减退，因触头过热，使触头弹簧退火，都是触头压力不足的缘由，对此要检查触头初压力和终压力是否符保要求。

其方法可在动触头和支持板之间放入一张纸条，纸条在触头弹簧压力下被压紧，在动触头上装一弹簧秤，右手拉弹簧秤，左手轻轻拉纸条，当纸条刚可以抽出时，弹簧称上读数即为初压力。

将开关合上，使触头闭合，纸条夹在动静触头之间，按测初压力的方法；当纸条刚可抽出时，弹簧称上读数就是终压力。

触头压力也可以用下式估算：初压力=0.5*触头终压力，（公斤）终压力=2.25*触头额定电流（安）/100（公斤）依据触头初、终压力的数值，可以重新配制弹簧，也可以自行绕制。

自行绕制时，选择合适的琴钢丝，按同样的直径和匝数进行绕制，但往往由于绕制工艺问题，所得的弹簧力大小的差别，需要将弹簧的直径和匝数进行调整。

调整的方法是：钢丝越粗，弹力越大；；弹簧外径越大，弹力越小；匝数越多，弹力越小。

绕制时用一根圆铁棒在老虎钳上，再在圆铁棒上齐密缠绕，所用铁棒直径要比弹簧内径小一些，因绕好后弹簧直径会增大，绕好后的弹簧应热处理，否则无弹性。

绕制弹簧:在台钳上用两块硬木板将钢丝夹紧，圆铁棒变成一个摇手柄，在一端开一个槽，将钢丝头钳入槽内，摇手柄将钢丝卷在铁棒上，匝与匝之间的节距，用厚度与节距相等的铁皮钳入匝与匝之间，用来把握节距。

铁棒直径选用阅历：直径0.9毫米以下钢丝应比弹簧直径小2毫米，0.9~1.63毫米的钢丝比弹簧直径小3毫米，1.63~2.6毫米的钢丝，圆铁棒直径应比弹簧直径小4毫米。

2.触头表面氧化。

金属的氧化层是一种不良导体。

触头温度越高，氧化越严峻，接触电阻越大，发热就更厉害，造成触头损坏。

所以一般将触头设计成在闭合时有一滚动和滑动过程，便能自动消退氧化膜。

对氧化严峻的触头，最好将触头拆下放入硫酸中用刷子将氧化层刷去，然后放入碱水里中和，再用自来水冲洁净。

VD4真空断路器常见故障与处理方法！你们厂使用的是ABB VD4真空断路器么？尽管VD4已经获得全球市场的考验，但任何设备不管多完美，随着不断的使用或多或少都会出现各种故障问题，下面，小编就将VD4常见故障及处理办法整理给大家！希望为大家提供一点帮助！VD4常见故障与处理办法故障一：储能机构故障故障现象：电动不能储能，手动可以储能。

可能原因及处理方法：1电源未接通此时应检查开关柜端子排上电源是否进入，储能回路控制开关2ZK是否在合闸位置。

2储能限位开关S1损坏VD4-12型真空断路器的储能限位开关S1是用来控制储能电机启动和停止以及接通信号回路的，而用于控制电机启动和停止的是储能限位开关S1的两对串联的常闭（动断）节点，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S1动作，使常闭接点断开，电机的电源回路切断，电机停止储能。

在弹簧释放能量后或未储能状态下，储能限位开关S1的常闭接点应闭合，接通电机回路使弹簧储能。

所以可拔出航空插头，测量25#—35#插针回路电阻是否正常，如果不正常，应测量常闭接点31—32、41—42，发现接点被烧坏了，应更换储能限位开关S1。

在更换完储能限位开关S1后，要调整S1的传动杆在储能后的间隙应该为2.5—2.8mm。

3电机碳刷磨损严重，使储能电机不能正常工作此时应更换电机碳刷。

4储能电机MO烧坏在电机控制回路完整的情况下，可测量电机回路电阻，如有异常应检查是否是储能电机烧坏了，此时可以拔出连接导线，卸下电机的三颗固定螺栓，取出电机，进行跟换。

故障二：断路器合不上闸故障现象：1、电动合闸拒合，合闸脱扣器不动作；2、由于合闸脱扣器动作无力造成电动合闸拒合，但手动合闸成功；3、电动合闸拒合，手动合闸也不成功。

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方法：1手车未到位在手车未摇到位的情况下，小车底盘的两只行程开关都不能接通闭锁线圈回路，所以合闸回路也不通，造成电动合闸拒合，合闸脱扣器不动作。

断路器常见故障及维修方法断路器是一种可以用手动或电动通、断，而且在电路过载、短路或欠电压时能自动断路的低压开关电器。

适用于非频繁操作的出线开关或电动机的电源开关。

一、断路器的结构原理1、断路器的组成断路器主要由以下三部分组成（1）感觉元件负责接收电路中的不正常情况或操作人员、继电保护系统发出的信号，通过传递元件使执行元件动作。

如过流脱扣器或欠压脱扣器等。

（2）传递元件负责力的传递、变换，包括操作机构、传动机构、自由脱扣机构、主轴等。

（3）执行元件断路器的触头及灭弧系统，主要承担电路的通、断任务。

下图为一般断路器的结构原理，断路器正处于工作状态。

▲断路器的结构原理1—主触头2—传动杆3—锁扣4—轴5—杠杆6—弹簧7—过流脱扣器8—欠电压脱扣器9、10—衔铁11—弹簧三个主触头通过传动杆及锁扣保持闭合，锁扣可绕轴转动。

当电路处于正常运行时，过流脱扣器的电磁线圈虽然串联在主回路中，但是所产生的吸力不能使衔铁动作，而只有当电路发生短路或过载时，衔铁才被迅速吸合，同时撞击杠杆，使锁扣脱扣，主触头被弹簧迅速拉开分断主电路。

相反，在正常运行时，欠压脱扣器由于它的电磁线圈是并联在主电路的，在规定的正常电压范围内使衔铁吸合，同时克服弹簧的拉力。

当电路出现故障，电压降低时（通常为额定电压的70%以下）吸力减小，衔铁被弹簧拉开并撞击杠杆，使锁扣脱扣，主触头在弹簧的作用下迅速分断电路。

断路器的结构原理：在一些小容量塑壳断路器里，除装有短路保护外，还装有用双金属片制成的脱扣器7、8，当电路发生过载时，双金属片弯曲，将锁扣3顶开使触头1分断电路。

2、断路器的触头系统和灭弧系统在断路器中，由于极限分断能力的要求，必须具备功能足够可靠的触头系统、灭弧系统，下面简要描述这些部件的组成和原理。

（1）触头系统断路器的寿命、分断能力及工作可靠性，在很大程度上取决于触头系统的优劣。

一般对触头系统要求需满足：可靠接通和分断一定次数的极限短路电流及额定电流以下的任何电流；具有一定的电气寿命；具有足够的动、热稳定性。

VD4真空断路器合分闸故障分析与处理一、故障现象1.合闸故障现象：合闸过程中，断路器无法完全闭合或合闸过程中断开地闸，无法达到预期合闸位置。

2.分闸故障现象：分闸过程中，断路器无法完全打开或分闸过程中闭合地闸，无法达到预期分闸位置。

二、故障原因1.机械故障：断路器机械系统存在松动、卡滞等问题，导致合闸或分闸动作不畅或无法完成。

2.联锁故障：断路器的电气联锁系统出现故障，导致合分闸信号无法正确传递，断路器无法正常动作。

3.电气故障：断路器的主回路、触头等电气部件出现故障，导致合分闸动作失效。

4.控制系统故障：断路器的控制系统出现故障，如出现误动作、保护装置故障等，影响断路器的合分闸操作。

三、故障处理1.机械故障处理：检查断路器机械系统，查找松动或卡滞的部件，并进行修复或更换。

2.联锁故障处理：检查断路器的电气联锁系统，确定是否存在故障，修复或更换故障元件。

3.电气故障处理：检查断路器的主回路和触头，确定是否存在故障，修复或更换故障元件。

4.控制系统故障处理：对断路器的控制系统进行检查，确定是否存在故障，查找故障原因并修复。

5.故障预防措施：定期对VD4真空断路器进行检查和维护，确保其正常运行。

加强操作人员的培训，提高其对断路器的操作熟练程度。

规范操作流程，严格按照操作规程进行操作。

总结：VD4真空断路器合分闸故障的原因复杂，可能涉及机械、电气、控制等多个方面。

处理故障时需要对各个方面进行逐一排查，并根据实际情况进行相应的维修或更换。

通过定期检查和维护，加强操作人员培训，可以预防和减少VD4真空断路器合分闸故障的发生，保障电力系统的安全稳定运行。

电工电气 (2021 No.5)李文君(河南广播电视台104台，河南 郑州 451450)一起VD4真空断路器的合闸故障分析1 故障现象当真空断路器一旦出现合闸故障时，会导致下级重要设备停止运行。

2018年1月22日16点10分，某中波发射台10kV变电站内一台VD4真空断路器跳闸，导致下级重要设备中波发射机停机，值班员立即断开开关柜电源，并紧急安排抢修。

23日凌晨1点30分，值班员在完成设备检修，试送电时发现，开关柜无法电动合闸。

经查看，电气开关柜的状态指示灯显示VD4真空断路器已完成储能，且处于分闸状态，断路器手车处于工作位置，信号灯提示控制电路正常，值班员立即手动打开该开关柜手车室柜门，尝试机械合闸，但VD4断路器的合闸按钮无法按动。

为尽快给发射机送电，值班员把故障手车拉离手车室，并紧急更换备用的断路器手车，当把备用手车的航空插头插入手车室二次回路的插座后，听到“啪嗒”的吸合声，把手车摇到工作位置，尝试电动合闸后，合闸成功。

2 故障分析及处理故障发生后，为查找故障原因，检修人员将故障手车推入备用开关柜，在航空插头的二次回路通电后，没有听到任何吸合声，尝试机械合闸，仍然按不动，判断断路器手车存在故障。

将断路器手车移出到检修位置后，拆掉VD4的外面板，取下合闸闭锁电磁铁接线，用万用表电阻挡测量该电磁铁的线圈电阻，显示阻值为无穷大。

根据VD4的技术手册，合闸闭锁电磁铁线圈两端的正常阻值应为9kΩ左右，可判断电磁铁线圈开路。

更换合闸闭锁电磁铁备件后，再次进行二次侧通电试验，当把手车航空插头插入二次回路的插座后，可听到“啪嗒”的吸合声，尝试机械合闸，合闸成功，分闸后尝试电动合闸，合闸也成功。

至此，该断路器的合闸故障得到解决。

3 合闸失败常见原因分析VD4断路器的合闸失败原因，主要有以下几种：手车位置未到位、辅助开关触点损坏、控制回路接线松动、合闸脱扣器Y3损坏、合闸闭锁电磁铁Y1损坏、合闸闭锁电磁铁整流桥V1或合闸脱扣器整流桥V3损坏、合闸电压过低等。

VD4型真空断路器使⽤与故障分析VD4型真空断路器使⽤与故障分析故障现象：在⼀次合闸操作过程中，VD4⼿车在试验位置时，“试验位置”绿灯2LD和“分闸指⽰”1LD绿灯亮，当操作⼈员将⼿车摇⾄⼯作位置时，“⼯作位置”2HD红灯亮，⽽“分闸指⽰”绿灯1LD不亮，⾼压柜⼆次图如图（1）所⽰，操作⼈员以为指⽰灯故障，试图使⽤KK开关合闸，但不能合闸。

经再次检查，完全具备送电条件，此时由于送电时间紧急，于是⽤⼿按VD4上的⼿动合闸按钮，不能合闸。

将⼿车反复进出⼏次，在⼯作位置仍不能合闸。

将VD4⼿车摇⾄“试验位置”时，⼿动与电动均能合闸。

原因分析：VD4型断路器电⽓控制接线图（局部合闸回路和闭锁回路）如图（2）所⽰。

在紧急情况下需要正常送电，⼜出现上述机械故障导致的电⽓回路不通时，可在⼯作位置拆下操动机构外壳，⽤螺丝⼑顶住Y1的电磁铁，⼈为吸合，此时即可操作，特别强调的是这种⽅法仅限于⾮常紧急情况下采⽤。

经验总结：在操作过程中发⽣过⼿车由于⾼压柜⾼压上、下桩头盖板不能随⼿车前进⽽顶开，操作时特别注意不得强⾏将⼿车摇⼊，应仔细检查机械各连锁环节，强⾏进⼊的后果是⼿车上桩头将与柜体进线保护盖板挤压⽽导致⼿车报废。

在操作接地闸⼑时应迅速到位，没有到位情况下将出现上述类似现象。

1.故障现象2006年4⽉，在110kV安岳变电站#2主变增容技改进⼊后期设备调试阶段时，出现了新安装在10kVⅡ段上的7路进出线开关柜中的VD4真空断路器都只能合闸、分闸⼀次，就失去合、分闸功能了，不管是在⾼压开关柜上就地合、分闸，还是在主控室微机遥控操作，VD4真空断路器都⽆任何反应。

2.故障原因分析VD4真空断路器适⽤于以空⽓为绝缘的户内式开关系统中，只要在正常的使⽤条件及断路器的技术参数范围内，VD4真空开关就可以满⾜电⽹在正常或事故状态下的各种操作，包括合、分和开断短路电流。

针对以上故障现象，对⾼压开关柜⼆次回路接线检查，发现没有接错的地⽅。

VD4真空断路器合分闸故障原因分析及接线图
1.故障现象
 2006年4月，在110kV安岳变电站#2主变增容技改进入后期设备调试阶段时，出现了新安装在10kVⅡ段上的7路进出线开关柜中的VD4真空断路器都只能合闸、分闸一次，就失去合、分闸功能了，不管是在高压开关柜上就地合、分闸，还是在主控室微机遥控操作，VD4真空断路器都无任何反应。

2.故障原因分析
 VD4真空断路器适用于以空气为绝缘的户内式开关系统中，只要在正常的使用条件及断路器的技术参数范围内，VD4真空开关就可以满足电网在正常或事故状态下的各种操作，包括合、分和开断短路电流。

针对以上故障现象，对高压开关柜二次回路接线检查，发现没有接错的地方。

因为所有高压开关柜都是出现同一类问题，会不会是安装接线上的错误。

考虑二次回路接线设计的正确性，认真对照CSL216B线路保护装置控制原理图，如图1所示。

图1 高压开关柜控制原理图，如图2所示；VD4断路器接线图，如图3。