真空斷路器作為一種新型開關(guān)，與以往的少油斷路器、磁吹斷路器等相比具有許多新奇的地方，特別是近年來，國外最新型真空斷路器的涌入和國內(nèi)廠家不斷地推陳出新，使真空斷路器結(jié)構(gòu)形式等與以往的相比，發(fā)生了較大的變化。其實(shí)無論何種形式的真空斷路器，其基本工作原理均有相似之處，本文就真空斷路器故障進(jìn)行了分析并歸納整理，以使似乎紛繁復(fù)雜的故障排除變得有章可循。
1、斷路器的功能模塊
真空斷路器作為電氣開關(guān)的功能應(yīng)當(dāng)有：①準(zhǔn)確無誤地合閘，②使開關(guān)可靠地保持在合閘位置，③準(zhǔn)確無誤地分閘，④使開關(guān)可靠地保持在分閘位置，⑤正確執(zhí)行操作程序和發(fā)出切換信號(hào)(包括指示信號(hào)、控制信號(hào)和連鎖信號(hào))。
在進(jìn)行真空斷路器結(jié)構(gòu)分析時(shí)，無論何種結(jié)構(gòu)形式的斷路器均可將其操作系統(tǒng)分為控制、動(dòng)力和傳動(dòng)三部分。圖1是真空斷路器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖1 真空斷路器結(jié)構(gòu)原理示意圖
在對(duì)一個(gè)真空斷路器進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，基架框內(nèi)按功能結(jié)構(gòu)模塊可劃分為以下幾個(gè)單元：
(1) 儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)單元
該單元完成儲(chǔ)能→合閘準(zhǔn)備。
真空斷路器合閘動(dòng)力不外乎兩方面：儲(chǔ)能彈簧或直流電磁機(jī)構(gòu)。由于彈簧操作機(jī)構(gòu)可使能量傳遞獲得最佳匹配，并使各種開斷電流規(guī)格的斷路器通用同一種操作機(jī)構(gòu)(僅僅是選用不同的儲(chǔ)能彈簧)，性能價(jià)格比最優(yōu)。因此，國外較先進(jìn)的斷路器幾乎全為彈簧操作機(jī)構(gòu)。
(2) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元
本單元的功能是合閘→合閘保持(鎖扣)→完成合閘動(dòng)作；分閘→(脫扣)→完成分閘動(dòng)作。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元主要由四連桿機(jī)構(gòu)或五連桿機(jī)構(gòu)組成。
(3) 主傳動(dòng)單元
主傳動(dòng)單元主要包括斷路器主傳動(dòng)軸、絕緣推桿、調(diào)節(jié)頭、連板等。它是操作機(jī)構(gòu)與真空滅弧室動(dòng)導(dǎo)電桿之間動(dòng)力傳輸?shù)臉蛄骸?br>(4) 輔助單元
諸如分、合閘按鈕，分、合狀態(tài)指示，輔助開關(guān)，端子排及斷路器必備的連鎖裝置等。
需要說明的是上述各功能單元并非截然分開，而是相對(duì)獨(dú)立，如連鎖裝置等。
2、斷路器故障診斷的方法
真空斷路器的觸頭開距小，操作所需能量小，沖擊小，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，故其很少發(fā)生故障。從故障發(fā)生率低和檢修情況看，真空斷路器是一種理想的斷路器。這種斷路器的故障發(fā)生部位對(duì)比見表1。
表1 真空斷路器的故障發(fā)生部位對(duì)比%
操作機(jī)構(gòu)
主回路部分
控制部分
其它
50
34
10
6
真空斷路器是否有故障，可以根據(jù)其能否準(zhǔn)確無誤地合閘、分閘并使開關(guān)可靠地保持在合閘、分閘位置來判斷。主回路方面的故障，可以從斷路器例行的檢修和維護(hù)中發(fā)現(xiàn)并排除，例如真空滅弧室真空度是否下降，用工頻耐壓法可以很容易地辨別。斷路器合、分操作不正常，有時(shí)不易找出故障點(diǎn)，特別是一些綜合性故障的辨別判斷較為困難，但只要搞清了斷路器的結(jié)構(gòu)原理，從各功能模塊入手分析排查，往往就能取得事半功倍的效果。
斷路器的基本操作過程可以簡(jiǎn)單地描述為：
儲(chǔ)能→合閘準(zhǔn)備→合閘→合閘保持(鎖扣)→完成合閘動(dòng)作→分閘→(脫扣)→完成分閘動(dòng)作。
上述任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題，都將影響斷路器的合、分操作。因此，分析故障點(diǎn)時(shí)，首先要分清各功能塊，再采取分步排除法，逐個(gè)排查。
故障1：儲(chǔ)不上能
儲(chǔ)不上能是真空斷路器較常見的故障之一，特別是棘輪、棘爪驅(qū)動(dòng)的儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，故障幾率較高。儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)要完成儲(chǔ)能動(dòng)作，主要取決于儲(chǔ)能電機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、定位件這3個(gè)環(huán)節(jié)。緊緊抓住這3個(gè)環(huán)節(jié)，很容易找出故障的癥結(jié)。
故障2：無合閘動(dòng)作
發(fā)生無合閘動(dòng)作故障主要與合閘電磁鐵是否吸合、儲(chǔ)能是否到位、定位件動(dòng)作是否正常有關(guān)(圖2)。
圖2 無合閘動(dòng)作故障診斷程序示意圖
故障3：空合
有合閘動(dòng)作但合不上閘稱之為空合。在分析此類故障時(shí)，首先應(yīng)從合閘保持(鎖扣)入手分析，然后再分析是否與儲(chǔ)能部分有關(guān)，如圖3。
圖3 空合故障診斷程序示意圖
故障4：不分閘(如圖4)
圖4 不分閘故障診斷程序示意圖
在此需強(qiáng)調(diào)指出，在斷路器發(fā)生拒動(dòng)、空合等情況時(shí)于分析檢修斷路器主體之前，要充分判斷一下原因是否出在控制及二次元件如輔助開關(guān)、端子排等方面，然后再進(jìn)行斷路器的分析診斷。
3、結(jié)束語
作為機(jī)電產(chǎn)品，真空斷路器長(zhǎng)期帶電工作，對(duì)其考驗(yàn)是較嚴(yán)酷的，出現(xiàn)故障是難免的，但只要掌握了斷路器的結(jié)構(gòu)原理，充分搞清各功能單元間的相互關(guān)系，無論面對(duì)何種結(jié)構(gòu)形式的斷路器，只要按照程序分步排查，綜合分析，找出故障點(diǎn)并予以排除是很容易的。