ABB 中压开关柜 VD4 断路器标准化操作与误操作预防策略研究

电工技师论文

ABB 中压开关柜 VD4 断路器标准化操作与误操作预防策略研究

目录

1. 绪论 1
   1.1 国内外研究现状 1
   1.2 研究意义与内容 2
2. ABB VD4 断路器基本结构与工作原理 3
   2.1 VD4 真空断路器的核心组件 3
   2.1.1 真空灭弧室的物理特性 3
   2.1.2 弹性储能操动机构 4
   2.2 机械联锁与电气控制回路 4
3. VD4 断路器标准化操作流程 5
   3.1 操作前的准备与环境核查 5
   3.1.1 绝缘工器具的完好性检查 6
   3.1.2 设备状态的确认与核对 6
   3.2 手车推入与移出标准化作业 7
   3.2.1 试验位置至工作位置的推入 8
   3.2.2 工作位置至试验位置的退出 8
4. 常见误操作分析与诱因探究 9
   4.1 机械类误操作及其后果 9
   4.1.1 违规强制解除联锁 10
   4.1.2 摇把使用不规范导致的传动损坏 10

ABB 中压开关柜 VD4 断路器标准化
操作流程与误操作预防
【摘要】 本文目的是为了让电力工人在使用 ABB VD4 断路器时更安全，通过规范化操作来防止各种误操作事故发生。通过研究 VD4 断路器的零件结构，并结合电网中真实的案例，总结出一套从准备干活到手车推拉再到设备修护的标准办法。同时还定出了一套简单易懂的操作标准，找出了零件卡住、电路逻辑乱和工人不守规矩等主要的出事原因，并给出了技术升级和加强管理的具体法子。
【关键词】

1. 绪论
   1.1 国内外研究现状
   在做中压配电设备的时候，大家一直很看重真空断路器这个东西。专家也在研究怎么维修相关设备。张波在地铁里干活，他根据地铁刚开门时的毛病给出了修 ABB 柜子的计划[1]。王玉龙为了对付急事，做了一个不用线就能管断路器分闸的机器[2]。刘禹和他的团队说一定要有能盯着断路器机械样子的机器，这样才能提早知道设备快不快坏[3]。范高鹏还做了一个热度试验，他想办法不让柜子在干活的时候太烫[4]。
   在做工具方面，江殿程算了断路器小车和门走的距离，算得很准[5]。胡宗山想出了一个不用拆开就能看断路器触头有没有磨薄的办法[6]。
   1.2 研究意义与内容
   电力工人在干活的时候必须按照标准走。如果我们能定好规矩，就能保护设备不被弄坏，也能保护工人不受伤。这篇文章就是想给干活的人定一个清楚的手册，教大家怎么正确用 VD4 断路器。
   VD4 断路器的整体样子和它的设计样子如图 1 所示[15]。

图 1VD4 真空断路器模块化结构示意图
图 1 显示了 VD4 的侧面样子。我们可以从这张图里看到极柱、机械零件和插头的具体地方。
2. ABB VD4 断路器基本结构与工作原理
2.1 VD4 真空断路器的核心组件
VD4 断路器用的是真空灭弧这个技术。它的大样子是由灭弧室、绝缘的架子、干活的机构和小车组成的。真空灭弧室是里面最要紧的东西。它负责接通电流和切断电流。如果里面的真空不够了，断路器就没法挡住高压电。
断路器的绝缘架子是用树脂倒出来的。它把灭弧室紧紧包在里面。这种法子让断路器变得很有劲，也不会被外面的脏东西弄坏。工人在平时看设备的时候，一定要看这些绝缘件干不干净，有没有裂缝。
底盘小车是断路器在柜子里进进出出的座子。工人转动螺丝杆就能让小车动起来。小车上面维护的重点是机械传动部分。小车上面有很多机械触头，它们能告诉我们小车到了哪里。如果我们把小车修得好，它进出的时候就会走得很准，不会歪。
2.1.1 真空灭弧室的物理特性
真空灭弧室的外壳是用陶瓷做的，这种陶瓷能挡住很强的电。灭弧室里面的触头长得很有讲究。电流走过的时候会产生磁场，这个磁场能把电弧吹散。这样触头就不会被电火花烧得太厉害，电也能断得很快。
在平时用的时候，真空度这个参数特别重要。工人必须保证里面的真空是够的。如果真空漏了，灭弧室就不能绝缘了。这时候如果强行干活，断路器可能会炸开。所以，我们必须仔细看灭弧室的颜色，也要记着它用了多久。
调节灭弧室走的距离是一件很精细的活。如果距离定得太大了，触头撞在一起的时候会弹得很厉害。这会把里面的零件撞坏。如果距离太小了，电就断不开。工人得用专门的尺子来量，还要用机器来调准。
2.1.2 弹性储能操动机构
VD4 这种断路器用的是弹簧来干活的。这套机构里有电机、大弹簧和小弹簧。它的好处是长得很小，但干活特别快。而且弹簧每次给出的力气都一样大，非常稳。
电机会先把大弹簧拉紧，这就是储能。当我们要合闸的时候，大弹簧就会放开力气，带着连杆把触头按在一起。这时候，小弹簧也会被顺便拉紧。这样断路器合上后，马上就有了分闸的劲儿。
机械寿命是看这个机构好不好的标准。VD4 通常能干 3 万次以上的活都不用大修。但是如果柜子里灰尘太多，或者润滑油干了，零件就会磨得很重。这时候断路器干活就会变慢。所以我们得经常给它擦油，保持干净。
2.2 机械联锁与电气控制回路
VD4 断路器之所以安全，是因为它有很多互相挡着的零件。这些机械挡块能让工人没法做那些危险的动作。比如，你不能在断路器合着的时候去拉小车。同时，电路上也有逻辑，能让远程的人和现场的人不打架。
这些挡块如果不灵了，开关柜的五防功能就没用了。如果断路器用久了，连杆可能会弯一点点。这样挡块可能就挡不住了。所以，工人得定期去试一试这些挡块还灵不灵，看看它们能不能真的卡住。
五防联锁是国家规定的标准，它就是为了保命用的。在 VD4 里面，小车和柜子之间的关系最要紧。如果断路器是合着的，一个小销子就会死死卡住转轴。这时候，工人就算拿手柄去摇，也摇不动。
接地开关和小车之间也互相管着。如果接地开关没拉开，小车就进不去。如果你想合地刀，小车必须先退出来。这种一环扣一环的设计，能防止工人因为迷糊而搞出大事故。
这些挡块零件一定要保持好，不能随便拆。有些工人在修东西的时候想省事，就用螺丝刀把挡块顶开。这种做法非常危险。标准的操作规程说，每半年就得动一动这些挡块，看它们生锈没生锈。
3. VD4 断路器标准化操作流程
3.1 操作前的准备与环境核查
干电活必须安全第一。工人开工前得看柜子有没有变形，听听有没有滋滋的响声。大家还得看操作票写得对不对。每个人都要穿上绝缘鞋，戴上绝缘手套。
柜子里的湿度不能太高。如果太潮湿了，电就容易顺着绝缘件爬过去，造成短路。工人在下雨天得去看柜子里的加热器热不热。只有把水汽赶走了，干活才安全。
操作的走廊要清理干净。如果有急事，大家得跑得快才行。在干大活之前，大家得试一试对讲机好不好使。一个好的环境能让大家干活不慌，也能让操作按照标准来。
3.1.1 绝缘工器具的完好性检查
工人得看摇把和柜子配不配。如果拿错了摇把，会把柜子里的零件绞断。绝缘手套得吹气试一试有没有眼儿。绝缘板也要擦干净，上面不能有油，也不能有水。
工具放的地方也很讲究。绝缘棒如果随便扔在地上，就会受潮。这会让它不再绝缘。我们在正式合闸之前，还得拿验电器去测一下有没有电。多测一次，人就多一份安全。
用 ABB 专用摇把的时候，劲儿要使得稳。你不能猛地一用力，那会把里面的小齿轮崩掉。大家在练习的时候，要学会匀速转圈。这种稳定的劲儿能保护断路器里那些精密的零件。
3.1.2 设备状态的确认与核对
工人要看断路器面板上的针，看它是指在“开”还是“合”。还要看弹簧有没有存好力气。最关键的是看小车在哪里。我们要看它是在试验的地方，还是已经推到了干活的地方。
小车在不同位置时的具体特征如图 2 所示[2]。

图 2断路器手车位置状态与行程指示图
图 2 清楚地写了小车在走的时候，插头和电极是怎么连上的。
大家还要看电脑屏幕上的信号和现场是不是一样。如果电脑说闸合上了，但现场看着是开着的，那就绝对不能动。这时候肯定有传感器坏了。大家必须得两个人一起看，一个人看，一个人记。
3.2 手车推入与移出标准化作业
动小车是最容易出错的时候。工人在摇小车的时候，腿要站稳。你要感觉到手里的力气变化。如果摇着摇着觉得特别沉，就得停下来看一看。
小车走的时候不能歪。如果导轨偏了，小车就会卡住。工人应该站在柜子的侧面，不要正对着柜门。这样万一里面冒火了，人也不会被直接烧到。
摇到底之后，要听声音。如果听到“咔哒”一声，说明小车锁住了。工人可以用手晃一晃小车，看它稳不稳。只有完全锁死后，才能进行下一步的合闸操作。
3.2.1 试验位置至工作位置的推入
大家先要把挡着小车的锁打开。把摇把插进去，顺着表针走的方向慢慢转。如果推着推着觉得推不动了，千万不要使死劲。那可能是里面的电极没对准。
当你觉得手里的力气突然变轻了，那就是到了。这时候要看柜子上的标尺，看是不是指在“工作”那两个字上。干完后，要把摇把拔出来。如果不拔摇把，门可能就关不上。
最后要看插头插紧没。看继电器上的灯亮没亮，看通信正不正常。工作位置不能只看小车到了没。还得看电路通了没。只有电也通了，位置也到了，才算推好了。
3.2.2 工作位置至试验位置的退出
退出来之前，断路器必须是分闸的。如果闸还没开你就拉小车，会产生巨大的电弧。工人要反着表针转摇把。这时候小车会慢慢退出来。你会看到柜子里的保护门自动关上了。
小车退到试验位置后，要把它锁好。这时候可以把那根长长的二次线拔下来。规矩是这样的：先把电线拔了，再把小车拉出柜子。操作流程中必须确保电线不被拉断。
拉小车的时候，周围不能有闲人。小车很重，如果从柜子里掉出来，会砸伤人。大家要把小车放在平平的检修车上。千万不能让它倒了，否则会把外面的瓷瓶摔碎。
4. 常见误操作分析与诱因探究
4.1 机械类误操作及其后果
很多错都是因为工人使劲太大或者不看挡块。比如，地刀还没拉开，你就想推小车。虽然有零件挡着你，但如果你使蛮力，挡块就会被你掰弯。
容易卡住的地方和容易弄坏的地方如图 3 所示[23]。

图 3典型误操作导致的机械干涉与损伤部位图
图 3 显示了如果操作不当，里面的连杆会因为受力不均而变斜。
机械零件都有个受力的限度。如果你老是使大劲，金属就会累，最后会断掉。时间长了，柜子里的对位就不准了。以后推小车会越来越费劲。所以，我们得经常看一看这些受力的地方磨薄了没。
4.1.1 违规强制解除联锁
有些工人为了快点干完，就用工具把挡块撬开。这种做法把所有的安全保护都弄没了。如果你在断路器合着的时候拉动小车，柜子会瞬间冒出火球。这不仅会把设备烧成灰，还会害了人的命。
有时候修东西确实需要动挡块，但这必须得有老师傅在旁边看着。而且干完活后，得马上把挡块装回去。没有经过同意就私自乱动挡块，这在电力系统里是最严重的违规。
很多大事故都是因为人把挡块给废了。所以，我们在挡块上加了铅封。平时巡检要看铅封断了没。如果铅封没了，就说明有人动过，这个柜子就不能随便用了。
4.1.2 摇把使用不规范导致的传动损坏
如果摇把没插到底就开始转，会把转轴的头磨圆。这样以后摇把就打滑了。小车卡在半路最麻烦，进不去也出不来。规程里专门写了，摇把一定要插稳了再转。
转的时候要一下一下匀着转。如果你猛地一晃，里面的蜗轮就会碎掉。碎渣子掉在轨道里，会把小车卡得死死的。我们定好了每摇一圈要用几秒钟，这就是为了让大家不急。
现在有些新的摇把可以限制力气。如果你用的劲儿太大了，它就会自己打滑，不让你继续使劲。这种聪明的工具能保护柜子里的零件。这是以后大家都要用的好东西。
【参考文献】
[1] 张波.ABB中压开关柜在地铁运营初期的故障整改措施和维保策略[J].光源与照明,2023,(11):201-203.
[2] 王玉龙.基于无线控制方式的中置式开关柜断路器紧急分闸装置研究[J].光源与照明,2024,(02):204-206.
[3] 刘禹,罗同春,张荣钊,等.高压开关柜断路器机械特性在线监测装置分析[J].电力设备管理,2024,(19):259-261.
[4] 范高鹏,赵楠,栗俊杰.基于断路器温升试验研究的开关柜温升控制探讨[J].科技资讯,2025,23(16):81-83.
[5] 江殿程,吴秋亮,周世钢,等.开关柜断路器手车与活门机构行程分析研究[J].机械管理开发,2025,40(02):28-30.
[6] 胡宗山.高压开关柜中真空断路器触头磨损诊断技术[J].今日制造与升级,2025,(02):145-147.