船用萬能式空氣斷路器原理簡析、故障分析以及保養(yǎng)

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(tǒng)中當(dāng)作主控開關(guān)使用。本文對該空氣斷路器原理圖進(jìn)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(guān)鍵詞：萬能式空氣斷路器 原理簡析 故障分析 保養(yǎng)

萬能式空氣斷路器是一種帶有保護(hù)裝置的開關(guān)電器，它廣泛應(yīng)用于船舶電網(wǎng)的配電系統(tǒng)中，用于接通或斷開發(fā)電機(jī)與船舶電網(wǎng)之間的連接，同時(shí)作為保護(hù)裝置對主電路的短路、過載以及欠壓等故障進(jìn)行保護(hù)，自動(dòng)斷開主電路。本文主要對DW95-400B萬能式空氣斷路器進(jìn)行原理簡析、保養(yǎng)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(jìn)行手動(dòng)操作或遙控操作，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，零件壽命長，具有短路、過載、欠壓和失壓等多種保護(hù)功能等多種優(yōu)點(diǎn)。我分公司環(huán)保船電站全部采用DW95型斷路器。其中，DW95-400B主要用于原動(dòng)力為88.3kw柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組組成船舶電網(wǎng)系統(tǒng)的主控開關(guān)。根據(jù)本人多年對該型號斷路器遇到的故障和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，在下面介紹該萬能式空氣斷路器的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及我們在使用過程中常見的故障進(jìn)行分析，同型號其它規(guī)格的萬能式空氣斷路器的結(jié)構(gòu)和原理基本相同，故障排除方法參照DW95-400B進(jìn)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(tǒng)、滅弧裝置、自由脫扣機(jī)構(gòu)、操作傳動(dòng)裝置和保護(hù)模塊等部分組成。

1.1電動(dòng)合閘動(dòng)作

在發(fā)電機(jī)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(jìn)行充電，驅(qū)動(dòng)合閘機(jī)構(gòu)的電容C10儲存電能；同時(shí)，經(jīng)過電源變壓器TC1變壓后向IC脫扣器供電，由于其他保護(hù)裝置的脫扣器沒有動(dòng)作，IC脫扣器向失壓線圈供電，失壓線圈吸合將自由脫扣機(jī)構(gòu)鎖住，斷路器具備電動(dòng)合閘的工作條件。按下合閘開關(guān)SB2，電容C10向中間繼電器KA放電，中間繼電器KA常開觸點(diǎn)閉合，將合閘按鈕SB2保持接通狀態(tài)，同時(shí)閉合的中間繼電器KA常開觸點(diǎn)將V11-V14整流后的電源接通驅(qū)動(dòng)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(jī)構(gòu)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(diǎn)斷開，合閘電磁鐵線圈YA斷電，儲能彈簧釋放，驅(qū)動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)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(dòng)合閘動(dòng)作

將手柄逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)約110°左右，再順時(shí)針扳動(dòng)，使儲能彈簧儲能，自由脫扣機(jī)構(gòu)“再扣”，繼續(xù)順時(shí)針向原來位置扳回，斷路器合閘。

1.3電動(dòng)分閘動(dòng)作

按下分閘按鈕SB3，電源向整流器VCb供電，整流器向分勵(lì)線圈FQ供電，分勵(lì)線圈FQ的鐵芯頂出使斷路器自由脫扣機(jī)構(gòu)脫扣，斷路器分閘。

1.4電路異常時(shí)保護(hù)分閘動(dòng)作

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

1.5手動(dòng)分閘動(dòng)作

按下手動(dòng)分閘的脫扣按鈕，脫扣指頂向自由脫扣機(jī)構(gòu)，斷路器分閘。

2.斷路器檢修實(shí)例

我分公司一艘環(huán)保船的一臺DW95-400B萬能式空氣斷路器出現(xiàn)無過載不能合閘供電的故障。筆者到船進(jìn)行檢修，在斷電情況下，檢查手動(dòng)分閘和手動(dòng)鎖扣兩個(gè)按鈕處于正常位置，檢查失壓脫扣指，動(dòng)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(lì)脫扣器鐵芯，發(fā)現(xiàn)鐵芯卡在脫扣位置，動(dòng)作不靈活，根據(jù)該現(xiàn)象判斷有可能是分勵(lì)脫扣器的鐵芯卡死在脫扣位置導(dǎo)致不能合閘。拆下分勵(lì)脫扣器，對鐵芯打磨清潔后，在表面涂一層薄的滑潤油脂，達(dá)到既保護(hù)鐵芯不氧化又能潤滑鐵芯的作用，裝回后調(diào)整鐵芯間隙，試動(dòng)作發(fā)現(xiàn)鐵芯動(dòng)作靈活。在發(fā)電機(jī)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(zhí)行機(jī)構(gòu)，失壓脫扣指處于鎖止?fàn)顟B(tài)，分勵(lì)脫扣器的鐵芯處于復(fù)位狀態(tài)，進(jìn)行合閘試驗(yàn)，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(dòng)合閘，不能電動(dòng)合閘

斷路器能手動(dòng)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(dòng)驅(qū)動(dòng)合閘電路部分存在故障。檢查項(xiàng)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(dòng)、電動(dòng)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(dòng)作、分勵(lì)脫扣器異?；驒C(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)磨損過度引起。檢查項(xiàng)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(dòng)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(lì)脫扣器的鐵芯是否卡死在脫扣位置；（5）檢查聯(lián)動(dòng)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(dòng)或損壞（使用一塊正常IC脫扣器進(jìn)行替換試驗(yàn)）。

3.3斷路器操作時(shí)不能分閘

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

3.4斷路器過載時(shí)不能分閘

斷路器過載時(shí)不能分閘，主要原因是斷路器在過載時(shí)，IC脫扣器沒有切斷失壓線圈的供電電源或機(jī)械傳動(dòng)松動(dòng)致使傳動(dòng)失效。檢查項(xiàng)目：（1）檢查失壓脫扣指是否松動(dòng)；（2）檢查脫扣機(jī)構(gòu)是否頂死；（3）檢查IC脫扣器是否松動(dòng)或損壞（使用一塊正常的IC脫扣器進(jìn)行替換試驗(yàn)）。

4.DW95-400B萬能式空氣斷路器保養(yǎng)和故障的防范措施

（1）檢查保養(yǎng)可以及時(shí)排除斷路器存在的隱患，定期對斷路器進(jìn)行檢查保養(yǎng)是保障斷路器正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，應(yīng)定期對斷路器進(jìn)行檢查和清潔除塵。

（2）對斷路器活動(dòng)零件和易磨損的零件應(yīng)進(jìn)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(nèi)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(shí)，檢查觸頭的光潔度，如有斑點(diǎn)或凹凸不平，應(yīng)進(jìn)行打磨或更換觸頭，以保證斷路器通過電流的容量。

（4）加強(qiáng)對輪機(jī)管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高技能水平和故障的分析和處理能力。

5.結(jié)束語

船舶的舵機(jī)、錨機(jī)、通信導(dǎo)航等設(shè)備是船舶安全航行的基礎(chǔ)，它們主要依靠船舶電網(wǎng)提供電力而工作，穩(wěn)定可靠的船舶供電網(wǎng)是用電設(shè)備的基礎(chǔ)。萬能式空氣斷路器是船舶電站配電系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的部件，它對船舶電網(wǎng)和船舶發(fā)電機(jī)組具有保護(hù)作用。通過對其原理、故障實(shí)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(hù)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(xiàn)：

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