船用萬能式空氣斷路器原理簡析、故障分析以及保養

張德生

摘 要：DW95型船用萬能式空氣斷路器主要在船舶主配電控制系統中當作主控開關使用。本文對該空氣斷路器原理圖進行簡要分析，尤其是文章中對空氣斷路器常見故障的分析，為我們在船舶電站日常使用和管理過程中遇到的問題，提供了診斷和排除故障的思路。

關鍵詞：萬能式空氣斷路器 原理簡析 故障分析 保養

萬能式空氣斷路器是一種帶有保護裝置的開關電器，它廣泛應用于船舶電網的配電系統中，用于接通或斷開發電機與船舶電網之間的連接，同時作為保護裝置對主電路的短路、過載以及欠壓等故障進行保護，自動斷開主電路。本文主要對DW95-400B萬能式空氣斷路器進行原理簡析、保養以及多種故障的分析。

DW95萬能式空氣斷路器具有高斷流容量，工作可靠，控制容易，可以就地進行手動操作或遙控操作，易于實現自動化，零件壽命長，具有短路、過載、欠壓和失壓等多種保護功能等多種優點。我分公司環保船電站全部采用DW95型斷路器。其中，DW95-400B主要用于原動力為88.3kw柴油機發電機組組成船舶電網系統的主控開關。根據本人多年對該型號斷路器遇到的故障和維護經驗，在下面介紹該萬能式空氣斷路器的結構組成、工作原理以及我們在使用過程中常見的故障進行分析，同型號其它規格的萬能式空氣斷路器的結構和原理基本相同，故障排除方法參照DW95-400B進行查找和解決。

1.DW95-400B萬能式空氣斷路器的基本組成和工作原理

萬能式空氣斷路器由觸頭系統、滅弧裝置、自由脫扣機構、操作傳動裝置和保護模塊等部分組成。

1.1電動合閘動作

在發電機建立正常電壓后，電源通過熔斷器、中間繼電器KA的常閉觸頭、整流二極管V10和限流電阻R42、43對電容C10進行充電，驅動合閘機構的電容C10儲存電能；同時，經過電源變壓器TC1變壓后向IC脫扣器供電，由于其他保護裝置的脫扣器沒有動作，IC脫扣器向失壓線圈供電，失壓線圈吸合將自由脫扣機構鎖住，斷路器具備電動合閘的工作條件。按下合閘開關SB2，電容C10向中間繼電器KA放電，中間繼電器KA常開觸點閉合，將合閘按鈕SB2保持接通狀態，同時閉合的中間繼電器KA常開觸點將V11-V14整流后的電源接通驅動合閘電磁鐵的線圈YA，在電磁力的作用下，儲能彈簧拉長蓄能，自由脫扣機構處于再扣位置。由于KA常閉觸頭斷開，電容C10失去充電電流，電壓快速下降，中間繼電器KA失電后常開觸點斷開，合閘電磁鐵線圈YA斷電，儲能彈簧釋放，驅動自由脫扣機構動作，實現合閘。合閘后，由于常閉觸頭QF1斷開，合閘按鈕SB2失效。

1.2手動合閘動作

將手柄逆時針轉動約110°左右，再順時針扳動，使儲能彈簧儲能，自由脫扣機構“再扣”，繼續順時針向原來位置扳回，斷路器合閘。

1.3電動分閘動作

按下分閘按鈕SB3，電源向整流器VCb供電，整流器向分勵線圈FQ供電，分勵線圈FQ的鐵芯頂出使斷路器自由脫扣機構脫扣，斷路器分閘。

1.4電路異常時保護分閘動作

在IC脫扣器檢測到通過空氣斷路器電流超出設置的電流或低于設定的電壓時，切斷至失壓線圈的供電，失壓線圈松開自由脫扣機構，斷路器分閘。同時，在電路中出現短路故障時，該斷路器A、C相的瞬時特大電流電磁式脫扣器動作，斷路器分閘。

1.5手動分閘動作

按下手動分閘的脫扣按鈕，脫扣指頂向自由脫扣機構，斷路器分閘。

2.斷路器檢修實例

我分公司一艘環保船的一臺DW95-400B萬能式空氣斷路器出現無過載不能合閘供電的故障。筆者到船進行檢修，在斷電情況下，檢查手動分閘和手動鎖扣兩個按鈕處于正常位置，檢查失壓脫扣指，動作靈活；測量失壓線圈兩端電阻，失壓線圈電阻值正常；檢查分勵脫扣器鐵芯，發現鐵芯卡在脫扣位置，動作不靈活，根據該現象判斷有可能是分勵脫扣器的鐵芯卡死在脫扣位置導致不能合閘。拆下分勵脫扣器，對鐵芯打磨清潔后，在表面涂一層薄的滑潤油脂，達到既保護鐵芯不氧化又能潤滑鐵芯的作用，裝回后調整鐵芯間隙，試動作發現鐵芯動作靈活。在發電機正常工作后，測量IC脫扣器的1與2檢測口之間電壓，有5V的正常電壓，檢查斷路器外圍執行機構，失壓脫扣指處于鎖止狀態，分勵脫扣器的鐵芯處于復位狀態，進行合閘試驗，斷路器正常工作。

3.斷路器其它常見故障及分析

3.1斷路器能手動合閘，不能電動合閘

斷路器能手動合閘，說明斷路器電源、失壓線圈、IC脫扣器、失壓線路等工作正常，主要原因是電動驅動合閘電路部分存在故障。檢查項目：（1）檢查合閘按鈕SB2是否接觸不良；（2）檢查中間繼電器KA是否損壞或常閉觸頭接觸不良；（3）測量電容C10的兩端電壓，確定整流電路是否工作正常，如果沒有電壓，則檢查整流電路的整流二極管V10和限流電阻R42、43等對電容C10的充電線路是否正常；（4）檢查閉合電磁鐵是否正常。

3.2斷路器手動、電動均不能合閘

斷路器不能合閘主要原因是失壓線圈沒有鎖止動作、分勵脫扣器異常或機械傳動機構磨損過度引起。檢查項目：（1）檢查工作電源供電異常，檢查熔斷器FU是否熔斷；（2）檢查斷路器失壓線圈有沒有動作，測量線圈是否損壞；（3）檢查斷路器失壓線路電氣連接是否接觸不良或損壞；（4）檢查分勵脫扣器的鐵芯是否卡死在脫扣位置；（5）檢查聯動失壓脫扣器的凸輪磨損是否過大，與連桿配合的間隙大，不能有效地使連桿鎖止；（6）測量檢測口電壓，檢查IC脫扣器是否松動或損壞（使用一塊正常IC脫扣器進行替換試驗）。

3.3斷路器操作時不能分閘

斷路器操作時不能分閘，主要原因是分閘機構沒有動作。檢查項目（1）檢查鎖扣按鈕是否處于鎖住狀態；（2）檢查分閘按鈕SB3是否接觸不良；（3）檢查分勵脫扣指是否松動；（4）檢查整流器VCb是否損壞，致使分勵線圈沒有供電電源而失去分閘動作；（5）檢查分勵線圈斷路或鐵芯卡死。

3.4斷路器過載時不能分閘

斷路器過載時不能分閘，主要原因是斷路器在過載時，IC脫扣器沒有切斷失壓線圈的供電電源或機械傳動松動致使傳動失效。檢查項目：（1）檢查失壓脫扣指是否松動；（2）檢查脫扣機構是否頂死；（3）檢查IC脫扣器是否松動或損壞（使用一塊正常的IC脫扣器進行替換試驗）。

4.DW95-400B萬能式空氣斷路器保養和故障的防范措施

（1）檢查保養可以及時排除斷路器存在的隱患，定期對斷路器進行檢查保養是保障斷路器正常運行的基礎，應定期對斷路器進行檢查和清潔除塵。

（2）對斷路器活動零件和易磨損的零件應進行定期涂潤滑油，以減少零件的磨損。

（3）在斷開短路的故障電流后，必須清除滅弧室內的煙痕和金屬顆粒，清潔后柵片之間的絕緣電阻值不少于0.5MΩ；同時，檢查觸頭的光潔度，如有斑點或凹凸不平，應進行打磨或更換觸頭，以保證斷路器通過電流的容量。

（4）加強對輪機管理人員進行培訓，提高技能水平和故障的分析和處理能力。

5.結束語

船舶的舵機、錨機、通信導航等設備是船舶安全航行的基礎，它們主要依靠船舶電網提供電力而工作，穩定可靠的船舶供電網是用電設備的基礎。萬能式空氣斷路器是船舶電站配電系統中一個非常重要的部件，它對船舶電網和船舶發電機組具有保護作用。通過對其原理、故障實例以及常見故障分析，為我們在船用萬能式空氣斷路器使用和維護過程中提供了工作思路，為船舶航行安全提供有力的保障。

參考文獻：

[1]DW95-400B船用萬能式空氣斷路器安裝使用說明書.endprint