高压断路器的操动机构.doc

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1、高压断路器的操动机构高压断路器配弹簧操动机构拒合拒分问题的解决摘要：操动机构是高压开关的重要组成部分，弹簧操动机构因其体积小、操作噪咅小、无污染、耐候性好、免维护、高可靠等优点广泛应用在SF6高压开关产品的断路器中。在现场应用中，弹簧机构出现拒合和拒分的现象，针对这一问题，从弹簧机构的原理、结构特点进行分析，提出解决措施。关键字：弹簧操动机构、拒分、机械防跳、触发器、滚子、圆柱销、轴承。0引言操动机构是高压断路器的重要组成部分，它由储能单元、控制单元、和力传递单元组成。西安西电开关电气有限公司生产的126kV和252kVSF6咼压开关产品，包含PGCB,TGCB和GIS产品，选用了弹簧操动机

2、构。弹簧操动机构是一种以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹簧的储能借助电动机通过减速装置來完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。开断时，锁扌II借助磁力脱扌弹簧释放能量，经过机械传递单元使触头运动。弹簧操动机构结构简单，可靠性高，分合闸操作采用两个螺旋压缩弹簧实现。储能电机给合闸弹簧储能，合闸时合闸弹簧的能量一部分用来合闸，另一部分用來给分闸弹簧储能。合闸弹簧一释放，储能电机立刻给其储能，储能时间不超过15s（储能电机采用交直流两用电机）。运行时分合闸弹簧均处于压缩状态，而分闸弹簧的释放冇一独立的系统，与合闸弹簧没有关系。这样设计的弹簧操动机构具有高度的可靠性和稳定性，既可满足003sec-

3、CO-180sec-CO操作循环，又可满足C0-15sec-C0操作循环，机械稳定性试验达10000次。近年来弹簧操动机构由于其本身众多的优点所决定在SF6断路器屮得到了广泛的应用，尤其在用于操作功较小的自能式和半自能式灭弧室中，由于其体积小，操作噪音小，对环境无污染，耐气候条件好，免运行维护，可靠性高等一系列优点受到电力系统广大用户的推崇，是当前发展势头迅猛的一种断路器操作机构。图1弹簧操动机构1CT20弹簧操动机构动作原理CT20型弹簧操动机构（图1、图2、图3）利用电动机给合闸弹簧储能，断路器在合闸弹簧的作用下合闸，同时使分闸弹簧储能。储存在分闸弹簧的能量使断路器分闸。1.1分闸动作过

4、程1图1所示状态为开关处于合闸位置，合闸弹簧已储能（同时分闸弹簧也己储能完毕）。此时储能的分闸弹簧使主拐臂受到偏向分闸位置的力，但在分闸触发器和分闸保持掣子的作用下将其锁住，开关保持在合闸位置。分闸信号使分闸线圈带电并使分闸撞杆撞击分闸触发器，分闸触发器以顺吋针方向旋转并释放分闸保持掣子，分闸保持掣子也以顺吋针方向旋转释放主拐臂上的轴销A,分闸弹簧力使主拐臂逆时针旋转，断路器分闸。图2合闸位置（合闸弹簧储能）1.2合闸操作过程图2所示状态为开关处于分闸位置，此时合闸弹簧为储能（分闸弹簧已释放）状态，凸轮通过凸轮轴与棘轮相连，棘轮受到已储能的合闸弹簧力的作用存在顺时针方向的力矩，但合闸触发器和

5、合闸弹簧储能保持掣子的作用下使其锁住，开关保持在分闸位置。合闸信号使合闸线圈带电，并使合闸撞杆撞击合闸触发器。合闸触发器以顺时针方向旋转，并释放合闸弹簧储能保持掣子，合闸弹簧储能保持掣子逆时针方向旋转，释放棘轮上的轴销B。合闸弹簧力使棘轮带动凸轮轴以逆时针方向旋转，使主拐臂以顺时针旋转，断路器完成合闸。并同时压缩分闸弹簧，使分闸弹簧储能。当主拐臂转到行程末端吋，分闸触发器和合闸保持掣子将轴销A锁住，开关保持在合闸位置。2图3分闸位置（合闸弹簧储能）13合闸弹簧储能过程图3所示状态为开关处于合闸位置,合闸弹簧释放（分闸弹簧已储能）。断路器合闸操作后，与棘轮相连的凸轮板使限位开关33HB闭合，磁

6、力开关88M带电，接通电动机回路，使储能电机启动，通过一对锥齿轮传动至与一对棘爪相连的偏心轮上，偏心轮的转动使这一对棘爪交替蹬踏棘轮,使棘轮逆时针转动，带动合闸弹簧储能，合闸弹簧储能到位后由合闸弹簧储能保持掣子将其锁定。同吋凸轮板使限位开关33HB切断电动机回路。合闸弹簧储能过程结束。图4合闸位置（合闸弹簧释放）32）当合闸电磁铁被合闸信号励磁时，铁心杆带动合闸撞杆先压下防跳销钉后撞击合闸触发器。.合闸触发器以顺时针方向旋转，并释放合闸弹簧储能保持掣子，合闸弹簧储能保持掣子逆时针方向旋转，释放棘轮上的轴销B。合闸弹簧力使棘轮带动凸轮轴以逆时针方向旋转，使主拐臂以顺时针旋转，断路器完成合闸。3

7、）滚轮推动脱扣器的回转血，使其进一步逆时针转动。从而，脱扣器使脱扣杆顺吋针转动（见图4b）,从防跳销钉上滑脱，而防跳销钉使脱扣杆保持倾斜状态（见图4c）。4）断路器合闸结束，合闸信号消失电磁铁复位（见图4d）0.5）如果断路器此时得到了意外的分闸信号开始分闸，在分闸在这一过程中，只要合闸信号一直保持，脱扣杆由于防跳销钉的作用始终是倾斜的，从而铁心杆便不能撞击脱扣器，因此，断路器不能重复合闸操作（见图4e）实现