新VD4断路器分合闸防跳技术介绍

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Doc. No. 新VD4断路器分合闸脱扣器 技术介绍 1YH8 122 109 F Rev A Issued By Product Type Doc. Status Revision Page Company Department New VD4 Draft Released A 1 of 7 ABB Xiamen Switchgear Co., Ltd. TD [ ] [X ] Author 1st Approved By 2nd Approved By Distribution Huang Ming

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_________________________________________________________________________________________________________________________ 一、 脱扣器原理简介

新VD4断路器所配的脱扣器为创新的安全型双线圈设计脱扣器，分合闸脱扣器完全相同。分合闸脱扣器皆可承受被长期通电而不会烧毁。分合闸脱扣器安装在脱扣器功能模块中，整个模块可以进行简单快速的更换，并同时保持断路器参数的稳定性。

以合闸脱扣器为例，新脱扣线圈的工作原理如下图所示：

图1 控制模块原理示意图

每个脱扣器包含有一个动作线圈（5-3端子间）和一个保持线圈（3-4端子间），并集成了一整套控制保护电路。动作线圈的额定功率为200W ，保持线圈的额定功率仅为5W 。

1. 在无合闸命令状态下，受IC 控制的电子开关M1和M2皆处于关断状态，动

作线圈和保持线圈都不被导通。

2. 如果脱扣器接受到的合闸命令小于设定的门槛电压，也就是低于60％的额定

二次工作电压时，IC 控制的电子开关M1和M2仍然不被导通，动作线圈和保持线圈中没有任何电流通过，脱扣器不动作。

3.如果脱扣器接受到的合闸命令高于设定的门槛电压，也就是60％的额定二次

工作电压时：

⏹在前0~100ms时间内，脱扣器控制模块IC的Out 4处于高电平状态，

M1导通，动作线圈得电，脱扣器启动并推动断路器机构完成合/分闸动作。此时电流流经回路为：端子5－动作线圈－端子3－M1。动作线圈功率为200W，也就是说假设脱扣器额定电压为220V时，动作线圈的阻值约为200Ω，动作电流约为1A。

⏹经过100ms后，控制电路模块IC的Out 4变成低电平状态，M1关断断

开动作线圈。同时IC的Out 2变成高电平状态，M2导通，保持线圈得电。此时电流被切换到新的回路：端子5－脱扣器的动作线圈－脱扣器的保持线圈－端子3－M1。保持线圈的功率仅为5W，保持电流仅为极

低的数十毫安，线圈发热量极少。由于电磁铁的特性，此毫安级的电流足以使得铁心被可靠保持在吸合位置。

集成了控制电路的合闸脱扣器分合闸脱扣器功能模块

新型脱扣器的主要优点有：

⏹更高的安全性，有效保护脱扣器线圈在各种极端工况下不被烧毁，同时保证

断路器动作时间更加准确

⏹极大简化了合闸回路的设计，提高断路器整体可靠性

⏹与机构配合，实现可靠的机械防跳功能

二、更高的安全性

采用了以上工作原理的新型脱扣器，可有效避免以下两种不安全工况下脱扣器烧毁的可能：

1.脱扣器被长期通电。在许多情况下，如断路器的机械闭锁未打开而电气闭锁

已经解除时发出分合闸命令，脱扣器即可能被长期通电。传统脱扣器对长时间通电特别敏感，一般通电时间超过1秒即有可能被烧毁。而新VD4断路器的线圈完全可承受被长期通电，消除了在这种情况下烧毁的可能。

2.脱扣器过低电压启动。当二次电压过低（如仅为50％额定值）时发出合闸命

令，脱扣器被通电但不足以可靠推动断路器机构动作，在这种情况下断路器的动作特性极不稳定，线圈也极易被烧毁。新VD4合闸线圈由于设置了门槛，只有在接受到符合要求的合闸命令时才被通电，不仅保证了断路器的动作特性稳定，且保证了线圈自身的安全。

三、简化的合闸回路设计

采用了以上工作原理的新型脱扣器，大大简化了断路器内部合闸回路的设计。

传统的合闸脱扣器，由于不能被长期通电，故为了确保脱扣器不会被烧毁，合闸回路中必须要串联多个辅助开关接点。如下图左所示，传统VD4断路器合闸脱扣器Y3回路中共串连有：

⏹K0防跳继电器接点

⏹储能完成接点S1，13-14

⏹断路器分闸位置接点S3，31-32

⏹合闸闭锁电磁铁接点S2

⏹同时S2本身还受手车位置接点S8、S9的控制

传统VD4断路器合闸回路 新VD4断路器合闸回路

以储能完成接点S1的功能为例，当断路器储能未完成时，断路器的机械闭锁使得机构无法合闸；如果此时线圈接到错误发出的合闸命令，线圈得电但无法完成合闸动作，由于一般综保的接点不会主动切断合闸信号，Y3线圈将会持续得电最终被烧毁。因此，必须在合闸回路中串接S1接点，使得当储能未完成、机械闭锁未接触时，合闸回路不导通，合闸线圈接受不到合闸命令。其他串联接点的功能与S1类似。

以上所有串连接点保证断路器Y3合闸线圈不会在错误的时候接到合闸命令。 但是，由于串联电路的连接方式，以上任何一个接点如果发生接触不良等故障，都必定会导致断路器拒合的结果！

新VD4的脱扣器的创新设计使其具有安全耐受长期通电的特性，利用这个特性，新VD4断路器的合闸回路设计异常简洁可靠。如上图所示，整个合闸回路中仅有脱扣器本身一个元件，没有串联任何其他接点，合闸回路的彻底避免了接点接触不良的故障可能，安全性和可靠性大大提高。

省去所有辅助开关接点的新VD4断路器具有完整的机械闭锁机构，合闸回路完全没有有误动作的可能。

仍以储能功能为例，当新VD4的储能未完成时，如果此时新VD4线圈接到错误发出的合闸命令，线圈将会吸合被一直通电保持，但断路器的机械闭锁会使得机