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摘要：本文对VD4-12型真空断路器在运行中储能、分闸、合闸时经常出现的一些故障原因进行分析，同时给出处理这些故障的方法。
关键词：真空断路器 常见故障 分析处理
引言
VD4-12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，断路器与操动机构一体化制造，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。但随着VD4-12型真空断路器的广泛应用，出现故障的情况也时有发生，本文对VD4-12型真空断路器的一些常见故障进行分析并给出处理方法。
1. 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：
1.1 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。
1.2 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的两对并排使用的常闭（动断）接点。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为2.5-2.8mm。
1.3 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。
1.4 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，进行更换。
2. 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。
2.1 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：
2.1.1 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。此时可以观察开关柜上的位置指示灯或指示器，将手车准确摇到"工作位置"或"试验位置"。
2.1.2 合闸闭锁电磁铁Y1故障。如果是合闸闭锁电磁铁Y1故障或者其微动开关S2接点动作不到位也会造成合闸回路不通，电动合闸拒合故障。此时可以先测量一下闭锁线圈的电阻值，如果不正常，有可能是闭锁线圈匝间短路或断线，可以更换合闸闭锁电磁铁模块；在闭锁线圈电阻值正常的情况下，然后检查微动开关S2接点动作是否到位，如果不到位，可以用尖嘴钳将S2的金属弹片稍微向外掰动1-2mm，用手驱动Y1铁芯，听见S2动作声音即可。
2.1.3 断路器辅助开关S3触点不通或者航空插头的插针脱落。这两种情况都会造成合闸线圈回路不通，电动合闸拒合。在断路器分闸状态下，如果辅助开关S3的常闭接点未返回接通，可以通过调节S3传动杆的间隙来处理；如果是航空插头的插针脱落，可以更换航空插头。
2.2 由合闸脱扣器动作无力造成电动合闸拒合，但手动能合闸成功时，可能是合闸电压过低或者是合闸线圈可以先检查电源电压是否正常，然后检测合闸线圈的整流桥组件输出是否正常，否则更换合闸线圈模块。
2.3 电动合闸拒合，手动合闸也不成功。这种情况一般是弹簧机构的机械联锁板在小车摇到位后，没有复位，被卡住了，导致合闸半轴脱扣不了，不能完成合闸操作，而且时间长了，会导致合闸线圈烧坏。可通过仔细检查机械联锁板的情况，如果是联锁板变形了，可以将驱动器模块整体更换。
3. 断路器拒分
断路器分不了闸是很危险的，属于"紧急故障"。故障现象有：①电动分闸拒分，分闸脱扣器不动作；②电动分闸拒分，分闸脱扣器动作无力，手动分闸能成功。
3.1 对于故障现象为电动分闸拒分，分闸脱扣器不动作的原因及处理方法：
3.1.1 分闸脱扣器Y2损坏。可测量分闸脱扣器Y2线圈的阻值，如有异常应更换分闸线圈。
3.1.2 辅助开关S4接点接触不良。在断路器合闸后，辅助开关S4的常开接点应闭合，在断路器分闸后，辅助开关S4的常开接点应迅速断开分闸回路，使得分闸线圈承受短时通电。辅助开关S4的常开接点在经常断流过程中触点容易损坏，造成接触不良。在损坏不严重情况下，可以调整S4传动杆的间隙，如果比较严重时可以更换辅助开关S4。
3.1.3 二次控制回路接线松动或航空插头的插针脱落。这些原因都会造成分闸控制回路不通，通过回路检查，卡紧松动的连线；如果是航空插头的插针脱落，则要更换航空插头
4.故障实例分析处理
4.1故障实例一 某变电所10kV出线断路器拒合。该变电所10kV出线采用的是配置ABB公司生产的VD4-12型真空断路器的开关柜，在一次合闸操作过程中，用KK开关合闸，但合不了。因送电时间紧急，在再次检查确认具备送电条件的情况下，采用现场手动合闸按钮合闸，也合不了。VD4手车无论在"工作位置"，还是在"试验位置"，仍然不能合闸。
我们将手车放在"试验位置"，拔出航空插头，按住合闸按钮，用万用表测量航空插座的4#-14#插孔有电压输出，看来问题出在小车内部，通过测量合闸回路检查，均完好，最后在重新将航空插头插到插座的时候，检查了一下插头内部各插针，发现4#插针松动脱落，造成接触不良，使得合闸回路不通，断路器拒合。将航空插背面的两个塑料卡槽挑起。取下后盖板，更换了脱落的插针的卡套，把插针重新固定好后，再将航空插头插上，用KK开关和开关柜的合闸按钮均能使断路器顺利合闸. 4.2故障实例二 某110kV变电所10kV侧也采用配置VD4-12型真空断路器的开关柜，有一条出线开关柜的"五防"机构出现问题，使得机械连锁失灵而导致断路器无法合闸。
当断路器小车在试验位置、断路器处于分闸状态时，"试验位置"绿灯亮和"分闸指示"绿灯也亮；当操作人员将手车摇至工作位置时，"工作位置"红灯亮，但"分闸指示"绿灯不亮。另外，当小车处在工作位置时，手动和电动都不能使断路器合闸；而将小车摇至试验位置时，手动和电动均能合闸。
查阅VD4-12断路器的电气控制接线图，我们可以看出只有在合闸闭锁电磁铁Y1得电动作，合闸回路才能接通，而当手车在工作位置时，Y1线圈回路是靠位置行程开关接点来接通的，问题肯定出在位于断路器底部小车中位置行程开关没有接通上。拆开小车底盘，调整行程开关连杆。重新安装好后小车摇至工作位置，断路器能顺利合闸。
4.3故障实例三 某变电所10kV出线遭雷击断线（永久性故障），出线开关动作跳闸后，保护重合成功，因线路存在永久性故障，这时该出线开关拒动，继而引起越级跳闸，跳1号主变101开关。
4.3.1初步分析原因：
1）断路器机构机械故障引起的拒动。经查实该断路器型号为VD4-12/1250（德国原装），2004年3月正式投运，至今未发生任何缺陷。ABB断路器的性能优良，极少发生机械故障，故基本排除由于机构内部卡涩等因素引起的拒动。
2）分闸线圈损坏或回路断线引起拒动。如果分闸回路断线应发出"控制回路断线"信号，经查证运行人员，所有信号指示正常，未有断线信号发出，所以也排除回路断线引起的拒动。
3）经运行人员告知，断路器初始状态为运行位置，发生线路故障后，断路器可靠分闸，重合闸保护动作成功，由于是永久性故障必须再次分闸但是没有分掉。这就说明断路器整个回路与机械状态良好，因为断路器经历了一个分合闸过程，所以大致判定为非常规故障。
4.3.2现场分析检查处理：
1）将断路器小车拉出柜体进行状态检查。经检查机构内无可疑现象，各开口销、弹簧销均设置可靠、无遗漏；机构内无烧焦异味、分合闸线圈及电机无异常；手动分合闸及手动储能均正常可靠。排除由于机构内部机械故障造成拒动。
2）将断路器小车推至试验位置进行测试。电动储能正常；电动分合闸正常。排除元件及回路断线引起的拒动。
3）进行断路器分合闸动作时间及低电压动作试验，结果均符合要求，未见任何异常。
4）考虑到配合关系，10kV线路侧开关动作时间为0.7s，主变开关动作时间为1.6s，正常情况下，发生故障后应由线路开关来完成切断故障的任务，只有当本侧开关发生故障或拒动时才会越级跳闸。随即我们给出一个小于主变动作的时间进行永久性故障重合试验，结果断路器却没能可靠跳闸，显然问题就出在这里。那么是什么原因导致出现这样的情况呢？
5）通过查看断路器操作顺序为（O-0.3s-CO-15s-CO），由于断路器具备自由脱扣性能，即当断路器在合闸过程中，机构又接到分闸命令时，不管合闸过程是否终了，应立即分闸，保证及时切断故障。而断路器合闸则必须经过储能完毕后才能进行。难道问题出在这里？带着疑问逐步缩小范围，而结果证实了猜想，正是由于内部配线错接引起这次罕见的拒动。
6）深入分析，VD4断路器具有弹簧未储能闭锁合闸功能。除了靠机械闭锁来实现，还在合闸回路中串接了一对常开接点S1，只有当电机储能完毕后，才会接通合闸回路。这对接点其实是一个行程开关（BS2），当储能结束，储能弹簧拉伸到位压紧行程开关（BS2）的压板，使S1常开接点闭合接通合闸回路；同时这个行程开关还具有储能信号指示功能。如图所示。但是现场检查发现这台开关中本应接进合闸回路的S1接点错误的接进了分闸回路，即分闸控制回路的实现取决于弹簧的储能情况，完全违背断路器自由脱扣的原则。如此就能解释此次越级跳闸的原因了，由于断路器原始状态是在运行位置，即合闸状态同时弹簧已储能，当发生故障时，断路器能够可靠分闸，弹簧能量释放；随即重合闸保护动作，断路器会重合同时弹簧进行储能；假如是永久性故障，断路器应该马上跳闸，但是断路器的S1接点错接到了分闸回路，由于弹簧储能需要4-5s，分闸回路还没有来得及得电，动作时间只有1.6s的主变开关已经配合动作跳闸了。
4.3.3反思：本次发生拒动引起越级跳闸的根本原因是由于安装人员责任心不强把配线接错引起，但也暴露出在投产前进行重合闸校验时考虑不周到，测试方法存在漏洞。
结束语
VD4-12型真空断路器在全省各电力公司基本上都有运用，所以我们在平时运行中要不断进行学习和研究，掌握其内部二次回路和机构动作原理；不断积累故障的分析、处理经验，以便能够处理VD4-12型真空断路器的各种故障，提高供电可靠性。
参考文献
[1]VD4真空断路器产品使用说明书，厦门ABB开关有限公司
[2]变电检修单元制等级工能力培训讲义（技师），江苏省电力公司
[3]高压断路器技术问答，中国电力出版社
[4]国家电网公司《电力安全工作规程》
关键词：真空断路器 常见故障 分析处理
引言
VD4-12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，断路器与操动机构一体化制造，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。但随着VD4-12型真空断路器的广泛应用，出现故障的情况也时有发生，本文对VD4-12型真空断路器的一些常见故障进行分析并给出处理方法。
1. 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：
1.1 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。
1.2 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的两对并排使用的常闭（动断）接点。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为2.5-2.8mm。
1.3 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。
1.4 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，进行更换。
2. 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。
2.1 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：
2.1.1 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。此时可以观察开关柜上的位置指示灯或指示器，将手车准确摇到"工作位置"或"试验位置"。
2.1.2 合闸闭锁电磁铁Y1故障。如果是合闸闭锁电磁铁Y1故障或者其微动开关S2接点动作不到位也会造成合闸回路不通，电动合闸拒合故障。此时可以先测量一下闭锁线圈的电阻值，如果不正常，有可能是闭锁线圈匝间短路或断线，可以更换合闸闭锁电磁铁模块；在闭锁线圈电阻值正常的情况下，然后检查微动开关S2接点动作是否到位，如果不到位，可以用尖嘴钳将S2的金属弹片稍微向外掰动1-2mm，用手驱动Y1铁芯，听见S2动作声音即可。
2.1.3 断路器辅助开关S3触点不通或者航空插头的插针脱落。这两种情况都会造成合闸线圈回路不通，电动合闸拒合。在断路器分闸状态下，如果辅助开关S3的常闭接点未返回接通，可以通过调节S3传动杆的间隙来处理；如果是航空插头的插针脱落，可以更换航空插头。
2.2 由合闸脱扣器动作无力造成电动合闸拒合，但手动能合闸成功时，可能是合闸电压过低或者是合闸线圈可以先检查电源电压是否正常，然后检测合闸线圈的整流桥组件输出是否正常，否则更换合闸线圈模块。
2.3 电动合闸拒合，手动合闸也不成功。这种情况一般是弹簧机构的机械联锁板在小车摇到位后，没有复位，被卡住了，导致合闸半轴脱扣不了，不能完成合闸操作，而且时间长了，会导致合闸线圈烧坏。可通过仔细检查机械联锁板的情况，如果是联锁板变形了，可以将驱动器模块整体更换。
3. 断路器拒分
断路器分不了闸是很危险的，属于"紧急故障"。故障现象有：①电动分闸拒分，分闸脱扣器不动作；②电动分闸拒分，分闸脱扣器动作无力，手动分闸能成功。
3.1 对于故障现象为电动分闸拒分，分闸脱扣器不动作的原因及处理方法：
3.1.1 分闸脱扣器Y2损坏。可测量分闸脱扣器Y2线圈的阻值，如有异常应更换分闸线圈。
3.1.2 辅助开关S4接点接触不良。在断路器合闸后，辅助开关S4的常开接点应闭合，在断路器分闸后，辅助开关S4的常开接点应迅速断开分闸回路，使得分闸线圈承受短时通电。辅助开关S4的常开接点在经常断流过程中触点容易损坏，造成接触不良。在损坏不严重情况下，可以调整S4传动杆的间隙，如果比较严重时可以更换辅助开关S4。
3.1.3 二次控制回路接线松动或航空插头的插针脱落。这些原因都会造成分闸控制回路不通，通过回路检查，卡紧松动的连线；如果是航空插头的插针脱落，则要更换航空插头
4.故障实例分析处理
4.1故障实例一 某变电所10kV出线断路器拒合。该变电所10kV出线采用的是配置ABB公司生产的VD4-12型真空断路器的开关柜，在一次合闸操作过程中，用KK开关合闸，但合不了。因送电时间紧急，在再次检查确认具备送电条件的情况下，采用现场手动合闸按钮合闸，也合不了。VD4手车无论在"工作位置"，还是在"试验位置"，仍然不能合闸。
我们将手车放在"试验位置"，拔出航空插头，按住合闸按钮，用万用表测量航空插座的4#-14#插孔有电压输出，看来问题出在小车内部，通过测量合闸回路检查，均完好，最后在重新将航空插头插到插座的时候，检查了一下插头内部各插针，发现4#插针松动脱落，造成接触不良，使得合闸回路不通，断路器拒合。将航空插背面的两个塑料卡槽挑起。取下后盖板，更换了脱落的插针的卡套，把插针重新固定好后，再将航空插头插上，用KK开关和开关柜的合闸按钮均能使断路器顺利合闸. 4.2故障实例二 某110kV变电所10kV侧也采用配置VD4-12型真空断路器的开关柜，有一条出线开关柜的"五防"机构出现问题，使得机械连锁失灵而导致断路器无法合闸。
当断路器小车在试验位置、断路器处于分闸状态时，"试验位置"绿灯亮和"分闸指示"绿灯也亮；当操作人员将手车摇至工作位置时，"工作位置"红灯亮，但"分闸指示"绿灯不亮。另外，当小车处在工作位置时，手动和电动都不能使断路器合闸；而将小车摇至试验位置时，手动和电动均能合闸。
查阅VD4-12断路器的电气控制接线图，我们可以看出只有在合闸闭锁电磁铁Y1得电动作，合闸回路才能接通，而当手车在工作位置时，Y1线圈回路是靠位置行程开关接点来接通的，问题肯定出在位于断路器底部小车中位置行程开关没有接通上。拆开小车底盘，调整行程开关连杆。重新安装好后小车摇至工作位置，断路器能顺利合闸。
4.3故障实例三 某变电所10kV出线遭雷击断线（永久性故障），出线开关动作跳闸后，保护重合成功，因线路存在永久性故障，这时该出线开关拒动，继而引起越级跳闸，跳1号主变101开关。
4.3.1初步分析原因：
1）断路器机构机械故障引起的拒动。经查实该断路器型号为VD4-12/1250（德国原装），2004年3月正式投运，至今未发生任何缺陷。ABB断路器的性能优良，极少发生机械故障，故基本排除由于机构内部卡涩等因素引起的拒动。
2）分闸线圈损坏或回路断线引起拒动。如果分闸回路断线应发出"控制回路断线"信号，经查证运行人员，所有信号指示正常，未有断线信号发出，所以也排除回路断线引起的拒动。
3）经运行人员告知，断路器初始状态为运行位置，发生线路故障后，断路器可靠分闸，重合闸保护动作成功，由于是永久性故障必须再次分闸但是没有分掉。这就说明断路器整个回路与机械状态良好，因为断路器经历了一个分合闸过程，所以大致判定为非常规故障。
4.3.2现场分析检查处理：
1）将断路器小车拉出柜体进行状态检查。经检查机构内无可疑现象，各开口销、弹簧销均设置可靠、无遗漏；机构内无烧焦异味、分合闸线圈及电机无异常；手动分合闸及手动储能均正常可靠。排除由于机构内部机械故障造成拒动。
2）将断路器小车推至试验位置进行测试。电动储能正常；电动分合闸正常。排除元件及回路断线引起的拒动。
3）进行断路器分合闸动作时间及低电压动作试验，结果均符合要求，未见任何异常。
4）考虑到配合关系，10kV线路侧开关动作时间为0.7s，主变开关动作时间为1.6s，正常情况下，发生故障后应由线路开关来完成切断故障的任务，只有当本侧开关发生故障或拒动时才会越级跳闸。随即我们给出一个小于主变动作的时间进行永久性故障重合试验，结果断路器却没能可靠跳闸，显然问题就出在这里。那么是什么原因导致出现这样的情况呢？
5）通过查看断路器操作顺序为（O-0.3s-CO-15s-CO），由于断路器具备自由脱扣性能，即当断路器在合闸过程中，机构又接到分闸命令时，不管合闸过程是否终了，应立即分闸，保证及时切断故障。而断路器合闸则必须经过储能完毕后才能进行。难道问题出在这里？带着疑问逐步缩小范围，而结果证实了猜想，正是由于内部配线错接引起这次罕见的拒动。
6）深入分析，VD4断路器具有弹簧未储能闭锁合闸功能。除了靠机械闭锁来实现，还在合闸回路中串接了一对常开接点S1，只有当电机储能完毕后，才会接通合闸回路。这对接点其实是一个行程开关（BS2），当储能结束，储能弹簧拉伸到位压紧行程开关（BS2）的压板，使S1常开接点闭合接通合闸回路；同时这个行程开关还具有储能信号指示功能。如图所示。但是现场检查发现这台开关中本应接进合闸回路的S1接点错误的接进了分闸回路，即分闸控制回路的实现取决于弹簧的储能情况，完全违背断路器自由脱扣的原则。如此就能解释此次越级跳闸的原因了，由于断路器原始状态是在运行位置，即合闸状态同时弹簧已储能，当发生故障时，断路器能够可靠分闸，弹簧能量释放；随即重合闸保护动作，断路器会重合同时弹簧进行储能；假如是永久性故障，断路器应该马上跳闸，但是断路器的S1接点错接到了分闸回路，由于弹簧储能需要4-5s，分闸回路还没有来得及得电，动作时间只有1.6s的主变开关已经配合动作跳闸了。
4.3.3反思：本次发生拒动引起越级跳闸的根本原因是由于安装人员责任心不强把配线接错引起，但也暴露出在投产前进行重合闸校验时考虑不周到，测试方法存在漏洞。
结束语
VD4-12型真空断路器在全省各电力公司基本上都有运用，所以我们在平时运行中要不断进行学习和研究，掌握其内部二次回路和机构动作原理；不断积累故障的分析、处理经验，以便能够处理VD4-12型真空断路器的各种故障，提高供电可靠性。
参考文献
[1]VD4真空断路器产品使用说明书，厦门ABB开关有限公司
[2]变电检修单元制等级工能力培训讲义（技师），江苏省电力公司
[3]高压断路器技术问答，中国电力出版社
[4]国家电网公司《电力安全工作规程》