VSC中压真空接触器无法分闸的原因分析及其对策

VSC中压真空接触器无法分闸的原因分析及其对策

【摘要】中压真空接触器在现代工业发展过程中，使用得越来越广泛，由于其控制操作方式、机械机构与低压真空接触器差异较大，导致其故障难以判断，处理十分困难。为此，根据VSC中压真空接触器出现的无法分闸故障，结合机械机构、电气控制全面分析，为中压真空接触器类似故障提供处理经验。

【关键词】VSC；中压真空接触器；故障；操作模式

湛江龙腾物流有限公司为湛江钢铁项目的先行企业，年生产球团矿500万吨。公司从2008年试生产开始，多次出现ABB公司VSC中压真空接触器合闸后无法分闸的现象，制约着公司正常生产及存在严重的安全隐患。为了彻底解决该故障，公司多次邀请ABB公司技术人员现场检查，都无法查清相关原因。最终，我司电气人员通过长时间的观察和测试，终于查清原因。

1.VSC中压真空接触器介绍

VSC中压真空接触器为ABB公司生产了多年的成熟产品，适用于交流配电系统的电气设备，尤其适用于频繁操作场合。VSC真空接触器配重的永磁操动机构，已在ABB中压真空断路器上得到了广泛的应用，包含下述两种操作模式：

1.1 SCO（单命令操作）

当辅助电源向接触器供电时合闸；当接触器接到的分闸命令时辅助电源被切断或辅助电源电源不足时分闸。（见图1）

图1 单命令操作控制图

1.2 DCO（双命令操作）

接触器接收以脉冲方式发出的合闸命令时合闸；同样，接触器接收以脉冲方式发出的分闸命令时分闸。我司发生故障的真空接触器为此操作模式。（见图2）

图2 双命令操作控制图

2.故障现象

我司VSC用于控制和保护皮带机，故障现象是启动皮带机后，VSC正常合闸；当停止皮带机时，VSC不分闸，皮带机也不停止。VSC机械卡死，开关上的“合分闸”指示牌处于合分闸的中间位置。在高压柜侧就地控制分闸按钮、短接线等方式都无法实现分闸，只能通过操作VSC开关“紧急分闸操作位置”（图中位置5）方可使该设备的中压接触器分闸。

图3 VSC内部结构

3.确定故障

VSC无法分闸故障，通过与ABB技术人员讨论分析，认为引起该问题可能有两方面原因：机械故障和电气故障。

3.1机械故障

从ABB公司技术人员判断及故障现象反映，结合“青岛港小港池21#所VSC 无法分闸故障”、“连云港VSC无法分闸故障”经验，机械故障的可能性最大。同时，机械卡死的最大可能是与白色连接块、永磁机构有接触的零件在合（分）闸时有干涩、卡住。通过对产品结构分析，我们认为可能有以下三个方面：

a.永磁机构上的连杆与底盘闭锁件是否卡住，如图4：

图4 连杆与底盘图5 连接块与辅助触点

b.白色连接块与辅助触点在合（分）闸时是否有卡涩，如图5：

c.白色连接块与分合闸指示件是否有卡涩，如图6：

图6 连接块与分合闸指示件

但是，根据现场全面检查、动作测试都确认上述机构无卡涩情况，ABB公司技术人员多次处理也无法排除故障，所以初步排除机械故障。

3.2电气故障

我司发生故障的真空接触器为双命令操作模式，如图7中合闸回路、分闸回路。为了找出故障原因，我司电气人员对单台设备进行反复合分闸测试，平均合分闸动作动作30次卡死故障就出现1次；然后拆除分闸回路的PLC、机旁跳闸、工艺联跳输出线，连续100次合分闸动作无故障；再逐一回路回接，发现工艺联跳回路回接时故障就会出现。为此，初步判断“工艺联跳”信号存在问题。

图中“工艺联跳”为制动器抱闸信号，即保护电机在制动器未打开或制动器突然抱闸情况下停止电机，防止电机过载及保护制动器磨损。

图7 VSC原控制图

4.原因分析

VSC合闸与制动器联锁，要在制动器完全打开后VSC方可合闸。但是，手动启动胶带机时，按下“启动”按钮，常出现VSC收到合闸信号（图中”机旁操作”

信号），制动器同时但未完全打开或滞后收到合闸信号未打开的情况。VSC收到“合闸”信号后，立刻执行合闸。而由于此时因为制动器未打开（即图中“工艺联跳信号”还存在），立刻又持续发出“分闸”信号给VSC，VSC又立即实行分闸动作，导致真空接触器卡在半合闸状态，该状态接触器是合闸的，但机械已卡死，无法实现电气控制动作执行分闸。

5.处理对策

针对故障，与ABB公司技术人员多次交流确认方案：把合分闸信号用继电器隔离开，即“分闸”信号存在时完全不能合闸，“合闸”信号存在时，有“分闸”信号就立即分闸。具体实施情况如下：

（1）在高压动力柜控制回路内加装一中间继电器KC1，使用“工艺联跳”信号控制，如图8中1处。把KC1的常开触点并接入“分闸回路”内，使得“工艺联跳”信号动作时，VSC能正常分闸，如图8中2处。

（2）把KC1的常闭触点串入“合闸回路”的主回路内，使得在“分闸”信号动作时，完全切开“合闸回路”，VSC不能合闸，也体现出分闸优先的原则。如图8中3处。

图8 VSC修改后控制图

6.结语

该高压动力柜二次回路是比较典型的中压真空接触器的控制方式，常规情况下发生上述故障都会认为是真空接触器的故障所致，而不会怀疑该二次回路联锁问题导致，因此我们在排除故障时要突破常规，挑战权威，方可实现突破。