新VD4斷路器特點及防跳技術介紹

陳順利

摘 要：文章通過對VD4斷路器的技術發展、新VD4斷路器的極柱特點、真空滅弧室、模塊化操作機構及新VD4防跳技術的介紹，闡述了新VD4斷路器的結構及電氣防跳、機械防跳的原理。

關鍵詞：新VD4斷路器；模塊化操作機構；防跳

引言

VD4真空斷路器適用在以空氣為絕緣的戶內式開關系統中。真空斷路器在需要進行頻繁操作和需要開關短路電流的場合下具有優良的性能。新VD4真空斷路器具有真空開斷，澆注極柱，全新模塊化機構，高可靠性，長壽命，快速維護等特點，同時采用了機械防跳的功能，防跳功能完全由脫扣器本身和操作機構機械配合實現，使產品更加穩定。

1 ABB真空斷路器的技術發展

中壓斷路器的技術經歷了一個從多油到少油，從氣體到真空，從純空氣絕緣到復合絕緣到固封絕緣，從傳統到智能，從敞開式極柱、套筒式極柱、澆注式極柱的發展歷程。現代的斷路器，具有安全可靠、操作簡單，維護量極低的特點。

2 新VD4與傳統VD4的主要區別

傳統VD4采用彈簧儲能機構，其機械結構比較復雜，防跳裝置是電氣防跳，若出現故障則維修比較困難，但其優點是比較可靠，因此至今仍未被淘汰；新VD4采用模塊化設計結構，其儲能機構是平面卷簧機構，防跳裝置是采用機械防跳。

3 新VD4斷路器的機構

3.1 澆注極柱

ABB公司采用其先進的環氧樹脂澆注工藝，將斷路器的主回路系統整體澆注在特別抗爬電的環氧樹脂內，成為澆注式極柱，極大地提高了斷路器的外絕緣水平，避免了斷路器的相間閃絡和滅弧室沿面閃絡的可能。

3.2 真空滅弧室

真空滅弧室為斷路器的心臟。滅弧室采用了銅鉻合金觸頭表面，銅-不銹鋼多層結構設計以同時滿足電氣性能和機械性能的要求，在達到1000級（ANSI標準）的潔凈室中完成組裝，一次封排工藝，在800°C的高溫下一次完成抽高真空、焊接和密封。

傳統的VD4斷路器真空滅弧室暴露在空氣當中，受外界環境的影響，真空泡斷口的絕緣能力取決于表面（空氣）絕緣結構較為復雜，零件數量多。

新VD4斷路器中，真空滅弧室與極柱構成一個整體部件，結構簡單，零件數量少。真空滅弧室斷口的絕緣能力為內絕緣與空氣隔絕，不受外界環境影響。

3.3 創新的模塊化操動機構

3.3.1 傳統彈操機構。傳統彈操機構中，所有機構零件分散設計和安裝，結構較為復雜，零件數量多，維修和更換工作十分精細和復雜。

3.3.2 模塊化彈操機構。新VD4斷路器采用模塊化彈操機構，全新模塊化機構設計和組裝，結構簡單，零件數量少，精度高，可靠性高，維修快捷方便、徹底。模塊化的EL型操動機構有脫扣器模塊，驅動器模塊，儲能模塊，輔助開關模塊等。脫扣器模塊有安全型線圈，可長期通電，合閘回路無需輔助開關接點分合閘脫扣器完全相同，配合機械防跳功能，動作精確，動作電壓離散范圍1～2V，動作時間離散范圍1～2ms，極快速拆裝和更換等特點。

4 防跳技術

4.1 防跳和防跳功能定義

斷路器的合分閘由電氣合分閘信號或手動合分閘按鈕觸發。當合閘命令使斷路器合閘后，如果電氣回路的控制觸點無法復歸，或合閘按鈕無法復歸，合閘命令一直存在。此時如果繼電保護動作使斷路器跳閘，則跳閘后斷路器將再次合閘，甚至發生反復“跳-合”現象，這就是“跳躍”。

防跳，就是利用機械閉鎖裝置或電氣閉鎖裝置，使得一個合閘命令無論持續多長時間，都智能操作斷路器合閘一次。如果斷路器要第二次合閘，則必須在前一個合閘命令消失后重新發送合閘命令。

4.2 電氣防跳

電氣防跳回路的原理圖如下：

工作原理如下：（1）斷路器工作狀態下，合閘閉鎖電磁鐵RL1動作，合閘閉鎖電磁鐵的輔助開關BL：0，2節點閉合；斷路器已儲能，儲能節點BS1：13，14閉合；斷路器分閘狀態，斷路器合閘觸點BB1：53，54斷開；防跳繼電器KN不動作，KN：1，2閉合。（2）合閘信號發出后，合閘回路得電，電流通過整流元器件TR3，經過KN：1，2、BS1：13，14、BB1：31，32、BL：0，2到達合閘線圈MC，斷路器合閘。（3）斷路器合閘后，斷路器合閘觸點BB1：53，54閉合，此時如果合閘命令一直存在，則電流經過整流元器件TR3、斷路器合閘觸點BB1：53，54、串聯電阻RR：1，2到達防跳繼電器KN，KN動作后，KN：1，2斷開，KN：1，4閉合，防跳繼電器KN實現了自鎖的功能。（4）當外部命令使斷路器分閘后，由于合閘命令一直存在，導致防跳繼電器KN處于自保持狀態，使得電流無法經過合閘電磁鐵MC，斷路器無法合閘，實現了斷路器的防跳功能。（5）如果斷路器要再次合閘，則需要合閘命令取消，此時防跳繼電器KN復歸，KN：1，4斷開，KN：1，2閉合，斷路器節點復歸回A狀態。

4.3 新VD4機械防跳

根據防跳功能的要求，實現機械防跳的關鍵在于設計出一個合閘閉鎖機構，使得一個合閘命令被執行一次后合閘即被機構機械閉鎖，只有合閘命令消失才能解除閉鎖。

新VD4采用EL機構，其中整合有一套機械防跳裝置，當斷路器合閘后，操動機構的主軸上有一個舌片將合閘按鈕卡死，合閘脫扣器不能轉動，只有第一個合閘命令消失后，并且在分閘狀態下儲滿能才能再次合閘。

4.4 機械防跳的優點

機械防跳與柜體本身的二次回路沒有沖突。新VD4投入運行中，至今未發現機械防跳與電氣二次回路沖突的現象。

機械防跳的設計保證了了一次合閘命令只能操作斷路器一次，使產品更加可靠，同時保證了運行人員的人身安全。

機械防跳不需要通過二次元器件實現，避免了二次元器件節點不動作、斷線等風險，更加可靠。

參考文獻

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