真空断路器反馈功能的故障分析与处理探讨

真空断路器反馈功能的故障分析与处理探讨

刘秀新

（北京铁路安全监管办机辆验收室驻天津电力机车有限公司机车验收室天津300452）

摘要：本文对真空断路器的辅助联锁结构及真空断路器与其他部件之间的相互配合进行了阐述，结合事例对真空断路器的反馈功能进行了故障分析并提出相关处理建议。可为相关行业技术人员提供技术经验。

关键词：真空断路器；故障分析；处理

引言

随着时代发展机车作为铁路运输的主要载运工具在人们的生活中扮演着重要角色，不论是方便出行的客运还是运载万千物品的货运，运行安全是保证运行任务顺利完成的基础。机车中众多断路器的正常工作不仅仅关系到机车装备及人员安全，同时关系到运输任务的完成。真空断路器在众多安全保证中是不可或缺的一环。

1真空断路器的组成、工作原理与反馈功能

真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。

真空断路器的工作原理是：当动、静触头在操作机构的作用下分闸时，触头间产生电弧，触头表面在高温下挥发出蒸汽，由于触头设计为特殊形状，在电流通过时产生一磁场，电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动，在金属圆筒(屏蔽罩)上凝结了部分金属蒸汽，电弧在自然过零时就熄灭了，触头间的介质强度又迅速恢复起来。

真空断路器辅助触头连接4个辅助联锁，分别为机车控制系统提供反馈信号。①位辅助联锁为计数器提供反馈信号；②位辅助联锁为431号线路提供反馈信号；③位辅助联锁为539号线路提供反馈信号；④位辅助联锁为639号线路提供反馈信号。431号线路直接反馈TCMS主机，539和639号线路通过反馈主变流器后再反馈到TCMS主机。TCMS主机同时接到三路反馈后，判断真空断路器闭合正常，为机车提供加载信号完成反馈功能。

2故障简要情况

某机车运用过程中发生跳主断故障，重新闭合主断无效，司机立即采取紧急制动措施并停车。司机多次闭合主断试验无效后，使用辅助压缩机打风，多次操作实验仍然无效，查看微机屏故障履历，经查看未记录任何故障信息。

3试验及分析、检查情况

实验人员将SA75试验开关打至试验位，闭合主断扳键开关，可以听到机械间内真空断路器主触头闭合的声音，但操纵台显示面板上“主断分”信号灯不灭。而后实验人员在端子柜内检测真空断路器3个辅助联锁反馈信号539、639、431，其中539/639均有高电平反馈（电压为98.3V），431无反馈信号，电压为0。

4现场解体情况及返厂检查情况

为进一步分析原因所在，实验人员将真空断路器吊下，打开真空断路器后盖板，拆下真空断路器辅助联锁，对431号线对应的辅助联锁进行检查测量，使用万用表测量联锁导通时电阻为零，多次闭合、断开辅助联锁试验，故障现象未在复现。

真空断路器返厂后对其进行拆解、检查及试验。

1）凸轮板及辅助联锁状态良好，未见异常。

2）试验中，其闭合、断开时间均在规定范围内。

3）431线路对应的2#辅助联锁动作正常。

4）对2#辅助联锁进行接触电阻检测，阻值为21.8mΩ，符合规定。

5故障原因分析及可能性分析判定

5.1反馈信号传输不畅

机车线路断路或虚接导致真空断路器信号无法传递到TCMS主机。

真空断路器通过机车线路将信号反馈TCMS主机，如果信号反馈线路短路或虚接，真空断路器信号则无法传递到TCMS主机，TCMS主机系统无法输出主、辅变流器启动指令，机车无法正常加载。

但在故障现场，通过使用万用表进行检测，真空断路器可以反馈信号。而且，更换真空断路器后，故障再未重现，说明机车线路连接良好。

5.2真空断路器辅助联锁故障

辅助联锁故障或内部虚接，导致线路不得电。

真空断路器内部辅助联锁偶发故障或虚接，导致在真空断路器辅助触头闭合后，431号线路不得电，TCMS主机系统无法正常接收到真空断路器已经闭合的反馈信号，因此TCMS主机系统无法输出主、辅变流器启动指令，机车无法正常加载。

6防范、改进措施

在真空断路器的检修维护上增加检查项点，以确保真空断路器的可靠性。

在反馈途径上可以增加冗余设计。因TCMS主机的控制逻辑，在接到431、539、639三路信号同时反馈后，变流系统才可以投入加载。但实际上，真空断路器触头同时作用于三个辅助联锁，分别为三路线路提供电信号，如辅助联锁故障导致431号线路无法得电，但是其他两路信号反馈正常，表明真空断路器已经闭合完毕，可以正常工作。增加冗余设计可以在避免因真空断路器单一线路未反馈造成的TCMS主机判断为真空断路器异常，导致无法加载的故障，同时为司机提供警告信号，方便后续的检修维护。

参考文献

[1]真空断路器工作原理及作用[Z].中国电子网.2011.07.05.

[2]王成江.发电厂变电站电气部分[M].中国电力出版社，2013.02.