VCF真空接觸器-熔斷器組合電器“五防”聯(lián)鎖設計改進

李藝強

（廈門興廈控電氣有限公司，福建 廈門 361023）

VCF真空接觸器-熔斷器組合電器（如圖1所示）是廈門興廈控電氣有限公司在廣泛、深入的市場調查的基礎上，結合國外先進的產品技術及經驗，自行開發(fā)設計的新一代中壓開關。該產品利用能夠開斷大范圍短路故障電流的高壓熔斷器與可頻繁操作的真空接觸器組合，產品應用于火力發(fā)電廠、冶金、石化、礦廠等工礦企業(yè)，作為控制和保護高壓電動機、變壓器、感應爐等負載開關設備。產品采用標型，滿足該柜型的標準“五防”聯(lián)鎖結構方案。方準的中置式手車結構，配適當前主流的KYN28柜便設計院選型、盤廠配柜、施工單位調試、用戶使用，深受市場歡迎。

圖1 VCF真空接觸器-熔斷器組合電器

1 “五防”聯(lián)鎖

滿足GB 3906—2006聯(lián)鎖要求的開關設備“五防”聯(lián)鎖具體如下：

1）防止誤分誤合接觸器

接觸器手車只有在試驗位置或工作位置時才能合閘、分閘操作；在手車退出或推進的過程中，接觸器無法合閘。

2）防止帶負荷分合隔離觸頭

接觸器處于合閘狀態(tài)時底盤車聯(lián)鎖使接觸器無法退出或推進；只有接觸器處于分閘狀態(tài)時，接觸器才可以退出或推進。

3）防止帶電時合接地開關

接觸器手車在工作位置時，接地開關操作軸檔板鎖住，接地開關不能合閘；只有當接觸器手車退出到試驗位置，接地開關操作軸檔板才能解鎖，接地開關才能合閘。

4）防止接地開關關合時送電

當接地開關關合時，聯(lián)鎖裝置擋住接觸器手車底盤，接觸器手車不能從試驗位置進入到工作位置。

5）防止誤入帶電間隔

接地開關未合閘開關柜下門鎖住無法打開；只有接地開關合閘，柜下門才能開啟。

其中，3、4、5的聯(lián)鎖主要是通過開關柜來實現(xiàn)的，1、2的聯(lián)鎖是通過組合電器與底盤車的聯(lián)鎖來實現(xiàn)的。下面主要介紹一下VCF組合電器內部的聯(lián)鎖，即接觸器合分閘狀態(tài)與手車位置狀態(tài)的互鎖。

2 VCF真空接觸-熔斷器組合電器如何實現(xiàn)“五防”聯(lián)鎖

VCF分機械保持型與電保持型，具體是這樣區(qū)分的：

1）機械保持型。接觸器合閘后，通過機械的保持機構把接觸器保持在合閘狀態(tài)，分閘時依靠分閘線圈的脫扣，接觸器在分閘彈簧的作用力下分閘。優(yōu)點：依靠機械機構保持，無保持電流，更節(jié)能，且避免保持線圈發(fā)熱老化。

2）電氣保持型。接觸器在合閘后，通過保持線圈長期通電，依靠保持線圈的吸力把接觸器保持在合閘位置。分閘時，保持線圈失電，接觸器在分閘彈簧的作用力下分閘。優(yōu)點：結構簡單，減少了機械零件的磨損，操作壽命更長。

由于本次技術改進僅針對電保持型，所以我們以電保持型（直流操作）為例做詳細描述。

1）防止誤分誤合接觸器。

要求：接觸器手車只有在試驗位置或工作位置時才能合閘、分閘操作；在手車退出或推進的過程中，接觸器無法合閘。

方案：接觸器是電磁操作機構，只能電氣合閘，所以要讓接觸器只能在試驗位置和工作位置合閘，只要通過電氣聯(lián)鎖，合閘指令串接底盤車的試驗位置點或工作位置點即可（如圖2所示）。在合閘線圈的回路（10，20）內串入手車位置試驗位置點 S8和工作位置點S9。以就地操作為例，合閘時，轉換開關SK轉到就地位置，合閘按鈕SC起動，合閘繼電器K2吸合，起動合閘回路（10，20），當接觸器手車在試驗位置時，S8閉合，起動繼電器K1短接保持線圈YB，合閘到位后S3打開，K1失電，保持線圈 YB串入合閘回路，保持線圈長期得電把接觸器吸合保持在合閘位置?；虍斀佑|器手車在工作位置時，S9閉合，起動過程同試驗位置。當采用遙控合閘時，DCS觸點代替合閘按鈕 SC，工作位置點S9代替實驗位置點S8，整個合閘過程的原理同就地操作。

圖2 VCF電保持型原理圖

2）防止帶負荷分合隔離觸頭

要求：接觸器處于合閘狀態(tài)時底盤車聯(lián)鎖使接觸器無法退出或推進；只有接觸器處于分閘狀態(tài)時，接觸器才可以退出或推進。

方案：接觸器在合閘狀態(tài)，聯(lián)鎖桿 A（如圖 3所示）向下移動，頂?shù)降妆P車的滑塊B（如圖4所示），滑塊B向前移動，頂住底盤車的鎖板C（如圖4所示），鎖板C保持在水平位置。通過鎖板限制帶有銷釘D（如圖4所示）的絲桿E（如圖4所示）的轉動，從而限制底盤車的搖進搖出。接觸器在分閘狀態(tài)，聯(lián)鎖桿A往上收回，底盤車的滑塊B在彈簧的作用下向后回收，給底盤車的鎖板C彈起預留的空間，此時搖動底盤車的絲桿E，鎖板C在扭簧的作用下彈起，鎖板C與銷釘D不再干涉，絲桿E可以自由轉動，從而實現(xiàn)底盤車自由搖進搖出。

圖3 聯(lián)鎖桿位置圖

圖4 底盤車結構圖

3 碰到問題

以上設計理論上是沒有問題的，但實際在使用的時候碰到在這樣的問題，即底盤車的位置接點S8，S9的動作時刻與銷釘 D頂在鎖板C上的時刻有時間差。譬如，在工作位置的時候，底盤車工作位置點S9在絲桿E轉動1/4圈的時候S9即從常閉點變成常開點，但銷釘D需要等絲桿E轉動1/2圈的時候才能頂住鎖板 C。而當我們的產品是電氣保持時，工作位置點S9斷開后，接觸器立刻分閘，聯(lián)鎖桿A回收，滑塊B向后復位，鎖板C在扭簧的作用下彈開翹起，沒有辦法卡住銷釘 D，造成手車先分閘再可搖出。雖然這個時候搖接觸器手車已先跳接觸器，已不是帶負荷分隔離觸頭，同樣滿足“五防”聯(lián)鎖的要求。但此聯(lián)鎖屬被動聯(lián)鎖，無法避免誤操作限制帶載時搖手車。

4 解決問題

經反復推敲，借鑒機械保持型的原理，機械保持型在工作位置時，搖底盤車絲桿 E，工作位置點S9打開，但接觸器由機械保持機構保持在合閘位置，聯(lián)鎖桿A頂住滑塊B，限制了底盤車鎖板C的彈起，銷釘D在絲桿E轉動1/2圈的時候被鎖板C卡死。絲桿E無法再轉動。底盤車無法搖出。在試驗位置的原理同上。即實現(xiàn)了接觸器處于合閘狀態(tài)時底盤車聯(lián)鎖使接觸器無法退出或推進；只有接觸器處于分閘狀態(tài)時，接觸器才可以退出或推進。所以，針對電保持型要實現(xiàn)同樣的聯(lián)鎖，關鍵先避免手車位置點S8，工作位置點 S9打開時，接觸器立刻分閘。要做到這點，同樣要滿足接觸器只能在試驗位置或工作位置時合閘，需要設定S8，S9的自保持回路。即合閘前，需要S8或S9接通，合閘后S8或S9打開后不會影響接觸器合閘保持。同時為滿足就地及遙控兩種合閘方式，增設工作位置及試驗位置閉鎖分開，方便試驗位置的就地控制及工作位置的遙控控制（當試驗位置需要遙控時，僅調整VCF外部接線也可以實現(xiàn)，內部接線不變，故不舉例說明）。修改二次線路（如圖5所示）。

圖5 VCF電保持原理圖

修改后的圖紙，以就地控制為例，轉換開關SK轉到就地位置，當接觸器手車在試驗位置時，S8接通，合閘時，合閘按鈕SC起動，K2線圈吸合，K2觸點帶動合閘線圈YC吸合進而YB得電，接觸器合閘并保持。接觸器輔助觸點S3動作，通過12腳形成自保持回路，當手車絲桿E搖1/2圈時，S8斷開，但K2在S3自保持的作用下保持吸合，從而使接觸器也保持在合閘狀態(tài)，這樣聯(lián)鎖桿A繼續(xù)頂住滑塊B，使鎖板C保持在水平位置，卡住銷釘D，從而底盤車無法繼續(xù)搖動。這樣當接觸器合閘后，接觸器手車無法搖進搖出。實現(xiàn)了真正的聯(lián)鎖。當采用遙控合閘時，DCS觸點代替合閘按鈕SC，工作位置點 S9代替實驗位置點S8，整個合閘過程的原理同就地操作。

5 結論

整個改進過程僅調整了二次線路，機械方面沒有新增零件，機械方面的聯(lián)鎖還是同原機械保持型的零件，改動量小，經試驗驗證可行。做到了方便性、通用性、可靠性。產品通過持續(xù)的不斷的改善，品質不斷的提升，為企業(yè)贏得聲譽，贏得市場。

[1] GB/T 14808—2001. 交流高壓接觸器和基于接觸器的電動機起動器

[2] GB/T 11022—2011. 高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求

[3] GB 3906—2006. 3～35kV 交流金屬封閉式開關設備.