高压断路器的操动机构
第五节 高压断路器的操动机构
度特性易受环境温度的影响。
2）慢分阀。
闸位置时与低压油箱连通。
机械能是储存在储压筒
3）机械法。
内，储压筒储存能量的方式：
（3）油压低闭锁功能。
①利用氮气来储存能量。 ② 弹簧储能方式。
第五节 高压断路器的操动机构 四、液压操动机构
4.CY型液压操动机构
《发电厂变电站电气设备》 第六章 高压开关电器
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《发电厂变电站电气设备》 第六章 高压开关电器
2、操动机构的种类
（1）手动操动机构
直接用人力关合断路器的机构，用于12kV及以下短路容 量很小的地方
（2）电磁操动机构
靠直流螺管电磁铁产生的电磁力进行合闸，以储能弹簧 分闸的机构。用于110kV及以下的断路器。
（3）弹簧操动机构
以储能弹簧为动力对断路器进行分、合闸操作的机构。 用于220kV及以下电压等级的断路器。
造器成爆自断炸锁由路事；例脱器故弹如扣多。簧：：次操分是合动、指分机合操短构闸动路中位机电合置构流闸闭在，弹锁合使簧；闸触的高过头位、程严置低中重闭气接烧锁压到伤（分，液闸甚压命至）令引闭时起，断机路 构将不再执行合闸命令而立即分闸，这样就避免了跳跃。
第五节 高压断路器的操动机构 一、操动系统概述
（mm）为特征数字
第五节 高压断路器的操动机构 一、操动系统概述
《发电厂变电站电气设备》 第六章 高压开关电器
继电保护多选模拟试题含答案
继电保护多选模拟试题含答案一、多选题（共100题，每题1分，共100分）1、整组试验及验收传动前应满足(____)。
A、新投产和全部校验时应用80%保护直流电源和开关控制电源进行开关传动试验$B、$保护装置投运压板、跳闸及合闸压板应投上$C、$进行传动断路器试验之前，控制室和开关站均应有专人监视，并应具备良好的通信联络设备，监视中央信号装置的动作及声、光信号指示应正确$D、$如果发生异常情况时，应立即停止试验，在查明原因并改正后再继续进行正确答案：ABCD2、按照灭弧介质的不同，断路器可分为(____)。
A、压缩空气断路器B、真空断路器C、SF6断路器D、油断路器正确答案：ABCD3、高压断路器的常见操动机构的类型有(____)。
A、$液压式B、$弹簧式$C、$气动式$D、电磁式$正确答案：ABCD4、某220kV线路第一套合并单元故障不停电消缺时，可做的安全措施有（）A、$退出第一套母差保护该支路SV接收压板$B、$投入该合并单元检修压板$C、$断开该合并单元SV光缆D、退出该线路第一套线路保护SV接收压板$正确答案：BC5、内部配线应标明(____)。
A、电缆编号B、所在端子位置C、回路编号D、对端端子位置正确答案：BD6、线路纵联差动保护光纤通道为复用2M通道，假设保护装置及复用接口装置说明书技术参数（波长λ=1310nm）光发送功率均为>=-10dBm，光接收灵敏度均为-40dBm，当通道告警时，下面哪些试验方法能将告警原因定位在保护装置至复用接口装置光纤回路（）A、保护装置光纤通道自环模式，在保护装置背后使用尾纤自环装置光口，通道告警消失，当在复用接口装置背后使用法兰盘将光纤自环，通道告警不消失B、使用光功率测试仪在保护装置背后测试装置光口TX光功率为-6dBm,测试复用接口装置RX光口处连接光纤光功率为-42dBmC、使用光功率测试仪在保护装置背后测试装置光口RX处连接光纤光功率为-8.7dBm,测试复用接口装置TX光口光纤光功率为-8dBm正确答案：AB7、故障录波器的统计评价方法正确的选项有（）A、母线故障时，指母线上的和线路对侧的录波器)必须进行评价B、与故障元件连接最近的录波器(例如线路故障时指线路两侧的录波器C、故障录波器录波完好率的计算式为D、因系统振荡或区外故障，凡已启动的故障录波器，当省局和网局要求上报录波时，应进行评价正确答案：ABC8、“两个替代”指的是( )。
高压开关操动机构简介
高压开关操动机构简介一、综述1操动机构的分类1.1按用途分类：可分为断路器用操动机构和隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类用操动机构两大类。
1.2按传动介质分类：可分为电动机构、手动机构、气动机构、液压机构、弹簧机构、电磁机构、永磁机构、爆炸机构等多种类型。
断路器最常用的机构类型有永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构四种类型。
隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机构、手动机构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构。
断路器最常用的永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构特点比较及适用范围见表1。
隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机构、手动机构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构见表2。
表12 设计要求2.1 材料及热处理、表面处理要求除液压机构、气动机构要求较高外，其余机构一般轴类零件选用中碳钢45号钢、热处理调质；销类零件用低碳钢热处理渗碳淬火；齿轮类零件用中碳钢热处理整体调质、齿面淬火。
表面处理主要有镀锌、磷化、油漆等。
2.2 传动件的外购件选用弹簧类常用有拉簧、压簧、扭簧；轴承类常用有滑动轴承和滚动轴承，滑动轴承类常用有不带挡边和带挡边两种DU型无油轴套、滚动轴承类常用各种滚针轴承。
3 制造要求除液压机构要求较高外，其余机构和一般机械类零部件的制造要求相似。
除常规加工机床外，一定要有几台加工精度较高的数控车、数控铣床和一两台加工中心；内、外圆磨床、无心磨床要用。
一般机构组装后重量不太重，一吨吊车就完全够用了。
外部协作方面除热处理、表面处理外，还要用到钢铸件、铝铸件甚至可能是铜铸件和塑料压制件的协作单位。
电磁铁线圈的制造也需要外协。
4 试验手段要求机构组装好后，要进行工频耐压试验、绝缘电阻测试、机械特性测试、机械寿命试验、噪声测试等一系列试验，要有相应的仪器和设备。
5 人员要求除机加工技术人员和技工外，应另外配备熟悉高压电器的设计人员两名、试验人员一人、装配工艺员一人、销售技术员一人。
高压开关柜断路器(电磁、弹簧、永磁)操作机构工作原理、优缺点与选型计算方法
高压开关柜断路器（电磁、弹簧、永磁）操作机构工作原理、优缺点与选型计算方法（一）、电磁操作机构结构。
⑴、电磁操作机构原理：电磁操作机构结构比较简单，机械组成部件数量约120个，它是利用通过合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸连杆机构进行合闸的，其合闸能量的大小完全取决于合闸电流的大小，因此需要很大的合闸电流。
⑵、电磁操作机构的优点主要有：①、结构比较简单，工作比较可靠，加工要求不是很高，制造容易，生产成本较低；②、可实现遥控操作和自动重合闸；③、有较好的合、分闸速度特性。
⑶、电磁操作机构的缺点主要有：①、合闸电流大，合闸线圈消耗的功率大，需要配大功率的直流操作电源；②、合闸电流大，一般的辅助开关、继电器触点不能满足要求，必须配专门的直流接触器，利用直流接触器带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸线圈动作；③、操作机构动作速度低，触头的压力小，容易引起触头跳动，合闸时间长，电源电压变动对合闸速度影响大；④、耗费材料多，机构笨重；⑤、户外变电所断路器的本体和操作机构一般都组装在一起，这种一体式的断路器一般只具备电动合、电动分和手动分的功能，而不具备手动合的功能，当操作机构箱出现故障而使断路器拒绝电动时，就必须停电进行处理。
（二）、弹簧操作机构。
⑴、弹簧操作机构结构：①、弹簧操作机构由弹簧贮能、合闸维持、分闸维持、分闸4个部分组成，零部件数量较多，约200个，利用机构内弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行断路器合、分闸控制操作。
②、弹簧能量的储存由储能电机减速机构的运行来实现，而断路器的合、分闸动作靠合、分闸线圈来控制，因此断路器合、分闸操作的能量取决于弹簧储存的能量而与电磁力的大小无关，不需太大的合、分闸电流。
⑵、弹簧操作机构的优点主要有：①、合与分闸电流不大，不需要大功率的操作电源；②、既可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，因此在操作电源消失或出现操作机构拒绝电动的情况下也可以进行手动合、分闸操作；③、合与分闸动作速度快，不受电源电压变动的影响，且能快速自动重合闸；④、储能电机功率小，可交直流两用；⑤、弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构，选用不同的储能弹簧即可，性价比优。
操动机构
XRNT型熔断器外形结构
1-瓷质管 2-金属管帽 3-弹性触座 4-接线端子 5-绝缘子 6-底座
RW10-12型跌开式熔断器外形结构
1-管帽 2- 操作环 3-熔断器 4-劢触头 5-静触头 6-下接线端子 7-固定安装板 8-绝缘瓷瓶
高压负荷开关
断路器分闸时丌单能分合正常的负荷电流，通常 在设计合理的前提下，还能安全分合短路电流。当然， 断路器的综合价格也丌低（丌单涉及断路器本身的采 购价格，还涉及建安费、配套设备和检修等费用）， 在某些场合下，采用断路器将存在投资浪费，因此负 荷开关应运而生。
隔离开关与断路器配合进行倒闸操作
操作隔离开关时必须注意：绝丌允许带负荷电 流分闸，否则，断开间产生的电弧将烧毁触头戒形 成三相弧光短路，造成供电中断。因此，隔离开关 不断路器串联于电路中时，隔离开关必须遵守先合 后分的原则；在并联时，必须遵守先分后合的原则。
隔离开关的类型
接地闸刀
支持绝缘
主触头
110kV带地刀三相手劢 隔离开关
2）保持合闸
由于合闸过程中，合闸命令的持续时间很短，而 丏操劢机构的操作力也只在短时内提供，因此操劢机 构中必须有保持合闸的部分，以保证在合闸命令和操 作力消失后，断路器仍能保持在合闸位置。
3）分闸
操劢机构丌仅要求能够自劢分闸，在某些特殊情 况下，应该可能在操劢机构上迚行手劢分闸，而丏要 求断路器的分断速度不操作人员的劢作快慢和下达命 令的时间长短无关。
为了减少分闸信号的能量，达到快速分闸、简化继 电保护回路的要求，在操劢机构中应有分闸省力机构。
4）自由脱扣 自由脱扣指的是在断路器合闸过程中接收到分闸
命令时，机构终止执行合闸命令而改为执行分闸命令。 手劢操劢机构必须具有自由脱扣装置，才能保证
LW36断路器
2、调整合闸弹簧预压力，①取出拉杆与储能轴之间的挡圈； ②用千斤顶将合闸弹簧托盘顶住，使合闸拉杆松弛后 增加合闸功； 退出储能轴；
③将弹簧退出，增加3-4mm垫片； ④恢复合闸弹簧安装； 3、本体相间连杆行程的检查： 测量横向连杆传动销中心至拐臂箱定
检查及 处理
位孔中心距离是否为110mm
行程为110mm. 如小于110mm，说明行程 不够，应重新调整。注：距离小于107mm， 应立即检修。
合闸后储能轴不甩头： 现象：机构进行合闸操作，储能轴曲柄轴头正常位置应转过铅锤面10度左右，并挚住， 轴头停在铅锤面左侧。如左图正常位置所示。 如不甩头，储能轴曲柄没能转过铅锤面，轴头停在铅锤面右侧。如右图非正常位置所 示。 不甩头会造成会造成拒分现象,还会造成重合闸的二分不能分。
本体相间连杆行程的检查 行程为110mm. 如小于 110mm，说明行程不够， 应重新调整。注：距离 小于107mm，应立即检 修。
1、机构出现合闸不到位 时将机构恢复至正常位 置；
合上储能电源，待电机运转6-7秒后听到机构内出现 “嘭”的响声后立即断口储能电源，此时开关机构恢 复至（图一）正常位置，此时进行分闸将能量全部释 放。
（2）电磁系统。包括合闸线圈、分闸线圈、 辅助开关、连锁开关和接线板等。 （3）机械系统。包括合、分闸机构和输出轴 （拐臂）等。 操动机构箱上装有手动操作的合闸按钮、分闸 按钮和位置指示器，在操动机构的底座或箱的 侧面备有接地螺钉。
2．电动储能式弹簧操动机构工作原理 弹簧操动机构组成原理：电动机通过减速装置和储能机构的动 作，使合闸弹簧储存机械能，储存完毕后通过闭锁使弹簧保持在 储能状态，然后切断电动机电源。当接收到合闸信号时，将解脱 合闸闭锁装置以释放合闸弹簧的储能。这部分能量中一部分通过 传动机构使断路器的动触头动作，进行合闸操作；另一部分则通 过传动机构使分闸弹簧储能，为分闸做准备。当合闸动作完成后， 电动机立即接通电源动作，通过储能机构使合闸弹簧重新储能， 以便为下一次合闸动作做准备。当接收到分闸信号时，将解脱自 由脱扣装置以释放分闸弹簧储存的能量，并使触头进行分闸动作。
高压断路器的操动机构-讲义
高压断路器的操动机构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。
高压SF6断路器的操动机构有多种型式，如弹簧操动机构、气动机构、液压机构、液压弹簧机构等。
根据灭弧室承受的电压等级和开断电流的差异，SF6产品选用弹簧机构、气动机构或液压机构。
弹簧机构、气动机构、液压机构各自的特点比较见表1。
表1一．弹簧操动机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来完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。
开断时，锁扣借助磁力脱扣，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，另一部分用来给分闸弹簧储能。
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，而分闸弹簧的释放有一独立的系统，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O-0.3 sec -CO-180 sec -CO操作循环，又可满足CO-15sec-CO操作循环，机械稳定性试验达10000次。
1.1 CT20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。
1.1.1分闸动作过程图1所示状态为开关处于合闸位置，合闸弹簧已储能（同时分闸弹簧也已储能完毕）。
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。
分闸操作（图1、2）分闸信号使分闸线圈带电并使分闸撞杆撞击分闸触发器，分闸触发器以顺时针方向旋转并释放分闸保持掣子，分闸保持掣子也以顺时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。
第6单元 高压断路器的操动机构
第6单元第六讲高压断路器的操动机构操动机构是带动高压断路器传动机构进行合闸和分闸的机构。
一、操动机构的分类和基本要求（一）操动机构的分类根据断路器合闸时所用能量形式的不同，操动机构可分为以下几种。
（１）手动机构（CS型）。
指用人力进行合闸的操动机构。
（２）电磁机构（CD型）。
指用电磁铁合闸的操动机构。
（３）弹簧机构（CT型）。
指事先用人力或电动机使弹簧储能实现合闸的弹簧合闸操动机构。
（４）电动机机构（CJ型）。
指用电动机合闸与分闸的操动机构。
（５）液压机构（CY型）。
指用高压油推动活塞实现合闸与分闸的操动机构。
（６）气动机构（CQ型）。
指用压缩空气推动活塞实现合闸与分闸的操动机构。
（二）操动机构的基本要求（1）具有足够的操作功率。
（2）具有维持合闸的装置。
（3）具有尽可能快的分闸速度。
（4）具有自由脱扣装置。
所谓自由脱扣，是指在断路器合闸过程中如操动机构又接到分闸命令，则操动机构不应继续执行合闸命令而应立即分闸。
（5）具有“防跳跃”功能。
（6）具有自动复位功能。
（7）具备工作可靠、结构简单、体积小、重量轻、操作方便、价格低廉等特点。
二、操动机构的结构和动作原理（一）电磁操动机构（CD型）电磁操动机构是用电磁铁将电能变成机械能作为合闸动力。
它的优点是：结构简单，工作可靠，能用于自动重合闸和远距离操作。
缺点是：合闸线圈消耗的功率太大，机构结构笨重，合闸时间长。
CD10型是一种户内壁挂式电磁操动机构。
由自由脱扣机构、维持机构、电磁系统和缓冲系统等组成。
可以电动合闸、手动合闸、非正常手动合闸，也可以进行自动重合闸。
操动电源采用直流220V 或110V。
1. 结构原理（1）合闸电磁系统。
电磁系统在操动机构的中、下部，主要由合闸线圈、合闸铁芯、铸铁支架、内圆筒、外铁筒、缓冲法兰及复位弹簧等组成。
铸铁支架的水平部分、外铁筒和缓冲法兰的上部经铁芯组成一个闭合磁路。
为了防止铁芯吸合时粘附在磁轭上，特加一黄铜垫圈和压缩弹簧，以保证铁芯在合闸终了时迅速落下。
七、高压断路器的操动机构
七、高压断路器的操动机构一、简答题1．高压断路器的操动机构由几部分组成，它们的作用是什么？操动机构的组成和它们的作用如下：(1)能量转换机构它把执行操作的赋能变成机械能，使操动机构按规定的目的发生机械运动，这种机构如电磁铁、电动机、液压转动工作缸、压缩空气工作缸等。
当然，最简单的是人力，但随着断路器容量的加大及自动化水平的提高，依靠人力操作已不能满足运行工作的要求了。
(2)联动机构它把能量转换机构所变成的机械运动能用来促使断路器的动触头发生按操作目的的规定动作。
这种机构多由四边形连杆机构、拐臂、拉杆等组成。
(3)保持机构它使操动机构完成的操作得以保持，不因瞬时命令信息的消失而不能完成规定目标的任务，这种机构由动作灵活的机械卡销等组成。
(4)释放机构它接受操作人员和继电保护系统的命令信息，对保持机构进行反作用，即解除保持。
从而使断路器的跳闸弹簧释放能量，使断路器分闸。
它由电磁线圈推动可动铁芯，由可动铁芯打动保持卡销使保持解除，或者由电磁阀启动分闸油路或气路来实现。
2．断路器操动机构按工作能量形式的分类有几种？根据能量形式不同分以下几类（1）CS：手动操动机构（2）CD：电磁操动机构（3）CT：弹簧操动机构（4）CJ：电动操动机构（5）CQ：气动操动机构（6）CY：液压操动机构3．论述断路器各种操动机构特点？断路器的操动机构主要有电动弹簧储能机构、电磁操动机构和液压操动机构。
对于机械电动弹簧储能机构，它所暴露出来的缺点是机械结构十分复杂，零件数量多，且要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品的可靠性不易保证。
对于电磁操动机构，其结构复杂程度和工作可靠性比电动弹簧储能机构要有所改善，但其致命的问题是合闸线圈消耗功率太大，要求配置价格昂贵的蓄电池组，以及电磁机构结构笨重，动作时间较长。
液压机构致命的缺点是密封问题。
统计资料表明：设备故障中有70％－90％以上为操动机构的机械故障。
因此必须对操动机构进行改进，以提高断路器的可靠性和免维护水平，以及实现开关设备的自动化、远动化和智能化。
高压断路器介绍
1．断路器的其它参数定义：◎开断时间：断路器的操动机构接到开断指令（通常是指脱扣电磁铁的线圈接通）起到三相电弧完全熄灭为止的一段时间。
开断时间为分闸时间与燃弧时间之和。
分闸时间是指断路器接到分闸指令起到首先分离相的触头刚分开为止的一段时间。
这段时间通常主要和断路器及所配操动机构的机械特性有关，不受开断电流大小的影响，可看成一个定值。
燃弧时间是指自首分离相的触头刚分开起到三相电弧完全熄灭为止的一段时间。
这段时间可以随开断电流的大小而改变。
◎合闸时间：断路器的操动机构接到合闸指令（通常是指合闸电磁铁的线圈接通）起到各相触头均接触时止的一段时间。
合闸时间的长短主要取决于断路器的操动机构及中间传动机构的机械特性。
合闸时间一般在0.1-0.2s的范围内。
但合闸线圈的通电时间不超过100ms。
◎分闸时间：断路器的操动机构接到分闸指令（通常是指分闸电磁铁的线圈接通）起到各相触头均完全断开相对静止的一段时间。
分闸时间的长短主要取决于断路器的操动机构及中间传动机构的机械特性。
分闸时间一般在0.05-0.1s的范围内。
但分闸线圈的通电时间不超过60ms。
◎弹跳时间是指首相动静触头接触后（动触头至开距终点）到末相动触头完全合闸静止的一段时间。
额定操作顺序：指有自动重合闸要求的断路器的额定操作顺序按GB1984-89规定为：分-θ-合分-t-合分。
其中θ为自动重合闸的无电流间隔时间，指自断路器各相中的电弧完全熄灭丐到任意相因预击穿而再次通过电流止的一段时间，其值规定为0.3s或0.5s，t规定为180s。
“合分”操作指断路器合闸后，无任何有意延时立即进行分闸的操作。
合分操作中断路器静触头直接接触的时间称为合分时间（金属短接时间），断路器在重合闸后再次开断时，开断电流不允许有任何降低。
没有自动重合闸要求的断路器的额定操作顺序按GB1984-89规定为：分-t-合分-t-合分其中t规定为3s。
2．高压电器的一般知识☆高压断路器，它是一种具有很强灭弧能力的开关电器。
断路器弹簧操动机构常见问题及检修方法
断路器弹簧操动机构常见问题及检修方法发布时间：2023-02-20T06:53:58.267Z 来源：《中国科技信息》2022年19期作者：刘涛[导读] 弹簧操动机构作为断路器的核心配件,直接决定着电力系统的安全运行?掌握操动机构基本的检修操作和日常维护刘涛国网山西超高压变电公司山西太原 030000摘要:弹簧操动机构作为断路器的核心配件,直接决定着电力系统的安全运行?掌握操动机构基本的检修操作和日常维护,有助于预防和解决电力系统事故的发生?结合自身长期的断路器弹簧操动机构装配及检修经验,总结出断路器弹簧操动机构出现的常见问题,并进行了原因分析,针对性提出常见问题的检修方法及操动机构日常维护要点?对高压断路器弹簧操动机构的维护与检修具有重要的指导意义,同时也为高压断路器弹簧操动机构设计与改进提供了经验基础?关键词:断路器;弹簧操作;常见故障;检修方法断路器是能关合?承载?开断正常回路条件下的电流;在规定的时间内承载规定的过电流,并能关合和开断在异常回路条件(如各种短路条件)下的电流的机械开关装置?而断路器弹簧操作机构能否正常工作对于断路器能否发挥作用等起到了非常关键的作用?1常见问题及检修方法1.1机构特性不合格的调试1.1.1分合闸速度不合格弹簧操动机构是压缩弹簧进行工作的,因此要调节机构的分合闸速度,主要是调节分合闸弹簧的压缩量,即调节机构的输出功?要提高分合闸速度,必须增大弹簧压缩量;反之,应降低弹簧压缩量?由于弹簧操动机构合闸时,合闸弹簧能量一部分转化为分闸弹簧能量储存起来,一部分转化为机械能输出,因此分闸弹簧力量的大小直接会影响到合闸速度的大小,调试机构分合闸速度时,应先调试分闸速度,分闸速度合格后再调试合闸速度?1.1.2分合闸时间不合格断路器分合闸时间的影响因素主要有三个:一是分合闸脱扣时间,主要是电磁铁动作时间,脱扣时间越短,分合闸时间越短;二是分合闸速度,速度越高时间越短,速度越低时间越长;三是断路器本体超程的大小,超程越大,合闸时间越短,分闸时间越长,反之超程越小,合闸时间越长,分闸时间越短?由于断路器分闸速度较快,且动触头在分闸时间内仅运动了超程的距离(相对断路器整个行程来言,超程一般较小),所以分闸速度的微小变化对分闸时间影响不大,此时脱扣时间的变化直接决定着分闸时间T的变化?由以上说明可知,合闸时间的调节主要靠调节合闸速度来实现,分闸时间的调节主要靠调节脱扣时间,即调节电磁铁间隙来实现?1.1.3合-分时间不合格断路器的合-分时间是反映断路器的自卫能力,合-分时间过长时,对系统稳定性产生不利影响,而合-分时间过短又不利于断路器重合闸时第二个“分”的可靠开断?影响断路器合-分时间的因素有:①机构的分合闸速度,速度越快合-分时间越短,相反速度越慢合-分时间越长;②机构辅助开关的切换时间,在断路器合-分操作过程中,如果合闸时机构辅助开关切换较早,合-分时间就较短,反之合-分时间较长;③机构的缓冲特性对合-分时间略有影响?1.1.4低电压不合格一般断路器均要求:当操作电压低于30%额定电压时机构不能动作;当操作电压高于65%额定电压时应能够正常分闸;当操作电压高于85%额定电压时应能够正常合闸?如果分合闸脱扣器的低电压动作值过低,在直流系统绝缘不良?两点高阻接地的情况下,在分闸线圈或合闸线圈两端可能引入数值不大的直流电压,会引起断路器误分闸和误合闸?如果控制回路电源电缆压降过大,不能满足断路器规定的动作电压时,容易造成断路器拒动作?因此应加强对操作机构低电压动作值的控制,若低电压动作值过低,应降低操动机构线圈对脱扣器的电磁力,此时可以增大电磁铁空气间隙,缩短电磁铁冲程;若低电压动作值过高,应增大操作机构线圈对脱扣器的电磁力,此时可以减小电磁铁空气间隙,增大电磁铁冲程?1.2合分故障及检修方法合分故障不同于正常的合分操作,正常的合分操作是指断路器合闸后接到分闸命令立即进行分闸动作,而合分故障是指断路器在没有接到分闸信号时合闸后立即出现分闸操作的情况?合分故障是断路器机构较为普遍的问题,遇到这种情况时可以采取以下措施:首先检查分闸锁闩复位弹簧状态是否正常,出现合分时应先检查并排除复位弹簧状态异常问题;然后确定机构分合闸速度是否过快,机构分合闸速度越快,分闸弹簧保持器结构稳定性越差,因此除特殊情况外,不建议机构分合闸速度太快;也可以增大分闸弹簧保持器复位弹簧和分闸锁闩复位弹簧的力量(即在复位弹簧下增加平垫圈)来降低合分的频次?若上述方法效果不好,建议分闸锁闩复位弹簧采用复合弹簧结构,试验表明该措施对解决合分故障效果明显?1.3合闸不到位问题处理断路器合闸不到位是指断路器在合闸过程中出现半分半合的状态,此时会造成其他开关跳闸?大面积停电等事故,有时甚至会发生断路器爆炸等严重后果?出现该故障时必须检查本体转矩?机构合闸速度及其他相关零部件是否损坏等项目,并严格排查解决?由于以上工作必须是在断路器机构不存在合闸能量和分闸能量状态下进行的,因此出现该故障时必须先释放机构所有能量?这里重点介绍机构能量释放的操作过程:首先,出现该故障时必须立即断开与之相关联的其他开关,使该断路器退出系统;然后,关闭断路器机构所有操作电源和电动机电源,撞击合闸弹簧拉杆,强行释放合闸弹簧能量;最后,手动分闸,释放分闸弹簧能量?合闸不到位的检修方法存在一定的危险性,非专业人士请勿自行检修?1.4储能故障问题1.4.1储能电动机不能进行正常运转如果储能电动机中的两个形成开关接点无法实现有效接触,便会导致电机两侧电压降低,无法正常运转?电机换向器中的绕组如果出现接触不良和烧毁等问题,也会使电机无法正常运转?在电机无法转动的情况下,应该断开SF6断路器中的一次回路和二次回路的电源,通过万能表检查开关常闭接点,如果是其中电阻过大的问题,可以进行替换或清洗,随后检测电机绕组附近的电阻值,如果电阻没有维持正常运转状态,可以考虑电机绕组线是否出现脱焊现象,判断绕组烧毁程度?在必要条件下,应该及时替换储能电机,实施维修?如果是直流电机,则需要检查碳刷和换向器接触状况,及时进行替换?1.4.2电机依然维持运转状态,但弹簧却无法储能这种故障主要是压紧弹簧运行疲劳?脱离以及折断等问题导致的?在电动机运行过程中,凸轮中的缺口出现大花问题,从而使储能轴维持一种持续转动状态,弹簧无法储能?至于其中的行程开关一直处于一种闭合状态,导致电机维持持续运转状态,在发生上述故障问题后,应该彻底检查弹簧问题,及时替换新的零件?如果软件正常,可以通过手动操作检查机构储能,看轴套的运转状态是否正常,如果停止,可以判断是涡轮和蜗杆出现故障,在这种情况下可以更换减速箱?如果轴套依然维持正常的运转状态,需要观察凸轮缺口的接触条件,如出现打滑问题,需要立刻替换新的零件?2结束语弹簧操动机构作为断路器的核心配件,直接决定着电力系统的安全运行?掌握操动机构基本的检修操作和日常维护,有助于预防和解决电力系统事故的发生?笔者结合自身长期对断路器弹簧操动机构装配及检修经验,针对断路器弹簧操动出现的常见问题进行了原因分析,总结出切实有效的常见问题检修方法及弹簧操动机构日常维护要点?对高压断路器弹簧操动机构维护与检修具有重要的指导意义,同时也为高压断路器弹簧操动机构设计与改进提供了经验基础?参考文献[1]冯迎春,杨晓滨,任众楷.基于故障录波的交流断路器燃弧故障检测方法有效性评估[J].电气应用,2021,40(7):93-97.[2]孟晓承,黄河,郑茂然,等.基于录波数据的断路器本体及其二次回路异常辨识研究[J].电气应用,2020,39(10):62-67.[3]石峰,王淼,叶德武,等.一起分闸掣子缺陷引起的断路器合后即分故障分析[J].电气应用,2020,39(10):89-94.。
高压开关的操动机构
高压开关的操动机构
操动机构是高压开关的配套装置。
运用操动机构完成高压开关的分、合闸、可以使操作人员与带电部分保持足够的距离，操动机构还能为高压开关的分、合闸供应足够的速度和机械力。
操动机构与掌握开关和继电爱护装置协作，还能实现高压开关的远距离掌握和自动操作。
高压开关常用的操动机构有手力操动机构、弹簧储能操动机构和电磁操动机构。
（1）手力操动机构
CS6型手力操动机构为带有定位销的杠杆式操动机构，主要用于隔离开关的手动分、合闸。
操作时，必需先拔出定位销；操作后，定位销在弹簧作用下进入相应的定位孔，起自锁作用。
CS2型手力操动机构为可以装有瞬时过电流脱扣器、延时过电流脱扣器、分励脱扣器及失压脱扣器的操动机构，广泛用于额定电压10KV、开断电流6KA以下的少油断路器和10KV负荷开关的操作。
它采纳手动合闸、手动分闸或脱扣器分闸。
（2）弹簧储能操动机构
该机构装有合闸弹簧。
合闸弹簧可以手动储能，也可以电动机储能。
操动机构由合闸弹簧实现合闸，由分闸弹簧实现分闸。
弹簧储能操动机构可以装有多种脱扣器。
弹簧操动机构的能源功率小，动作快，能实现自动重合；但其结构简单，动作冲击力大。
弹簧储能操动机构主要用于少油断路器的分、合闸操作。
（3）电磁操动机构
该机构由合闸电磁铁、自由脱扣机构及传动部分组成。
电磁操动机构由直流螺管电磁铁合闸；由分闸弹簧实现分闸。
电磁操动机构可以装有多种脱扣器，便于实现遥控和自动重合，制造工艺比较简洁；但需要大功率直流电源，电压变化对合闸速度影响较大。
电磁操动机构主要用于少油断路器的分、合闸操作。
高压开关柜与断路器及其操动机构的选择
高压开关柜与断路器及其操动机构的选择压开关柜与断路器及其操动机构选择开关柜与断路器及其操动机构选型是变配电站一次单线系统图设计的主要内容之一，应在单线系统图及说明表中表示清楚开关柜的型号、规格与一次接线编号。
1 开关柜选择1.1 开关柜有半封闭、金属封闭以及绝缘封闭式三种。
根据电压等级与环境条件来选择。
1.2 6～35kV变配电站多数选用金属封闭式，金属封闭式又分为铠装、间隔与箱式三种。
金属封闭式以空气绝缘为主，断路器安装方式分为固定式与移出式（手车柜）。
固定式结构简单、成本低，但尺寸偏大、不便于维护。
移出式（手车柜）为组装结构、外形美观、尺寸小、五防措施好、便于维护，但成本高。
环网负荷开关柜具有尺寸小、便于维护、成本低，但采用高压熔断器保护，保护功能简单，一般用于环网式供电与箱式变电站。
1.3 110kV及其以下电压等级都有成套高压开关柜，电力系统城市电网和工业与民用建筑变配电站大都为户内式。
电力系统农村电网变配电站大多数采用户外式。
1.4 高压开关柜应具备五防措施。
五防措施包括：防止带负荷拉合隔离刀闸（含手车），防止误合断路器（带接地线合闸等），防止带电挂接地线，防止带接地线合隔离刀闸（含手车），防止误入带电间隔。
移出式（手车柜）开关柜没有上下隔离刀闸，五防措施好。
将手车位置连锁触点接入合闸回路，可保证只有车车完全推倒位或处于实验位置时，才能进行合分闸。
处于合闸位置时，手车无法拉出；拉出后接地刀闸处于合位时，车车无法推入，通过机械连锁直接闭锁。
固定柜五防措施通过机械与电气闭锁来实现。
机械闭锁包括机械直接闭锁、红绿翻牌、程序锁、钥匙盒与三功能控制开关。
电气闭锁包括电磁锁、机械电磁式闭锁装置与微机防误闭锁装置。
微机防误闭锁装置主要用于电力系统变配电站。
2 断路器设计选择油断路器已经淘汰。
目前主要有真空断路器与六氟化硫断路器两种。
六氟化硫断路器用于35kV及以上电压等级的变配电站。
负荷开关加高压容断器主要用于环网柜、箱式变电站等保护要求不高的小型变电站。
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14
尺寸 D、E 的调整：松开螺母 10－2，拧动铁心杆，移动铁心撞头位置。 注意：由于电磁铁的各配合间隙是相互联系的，所以每调一个尺寸，对 其它尺寸应进行复查，直到全部合格为止，最终锁紧螺母。 1.6.4）微动开关和凸轮间隙的复查 微动开关和凸轮间隙，决定了储能电机的是否正确动作，用塞尺测量应 符合图 11 的要求，即电机在未储能的状态下测量，7mm 微动开关不切换， 8mm 微动开关切换。
弹簧操作机构主要由箱体、二次控制部分、机构芯架组成。 1.3.1) 箱体
主要是将二次控制部分、机构芯架部分保护在相对封闭的空间 ,箱体 防护等级为 IP54。 1.3.2) 二次控制部分
操动机构箱内，带有完善的二次控制和保护回路，如储能电机的过载， 超时等保护信号，就地、远方操作选择，自带防跳回路及 SF6 气体密度监 测系统。
图7
12
1.6.2)机构行程的检查和凸轮间隙的确认 手动慢分，慢合机构可以测量机构行程和本体行程见图 8，测量值应
符合表 2 的技术要求。行程不够时，首先测量凸轮间隙，凸轮间隙越大， 行程越小。
图8 1.6.3）电磁铁间隙的检查和调整
具体检查方法如下： 1.6.3.1 测量合闸电磁铁配合间隙时，产品应处于分闸位置，操动机构应插 入合闸防动销进行测量。应符合表 2 的技术参数，见图 9 1.6.3.2 测量分闸电磁铁配合间隙时，产品应处于合闸位置，操动机构应插 入分闸防动销进行测量。应符合表 2 的技术参数，见图 10
1.4 弹簧机构的技术参数
1.4.1 机构的参数见表 2
表2
1 弹簧机构活塞杆行程
100.0+−03..00 mm
2 拐臂滚子和机构凸轮之间间隙 1.4±0.3
断路器处于分闸状
8
合闸弹簧定位螺母与定位杆距 12.0～47.0 态 合 闸 弹 簧 已 储
3
离
能。见图 8
合闸电磁铁行程 C
5.0～5.5
较见表 1。
表1
机构类型 比较项目
弹簧机构
储能与传动介质 螺旋压缩弹簧/机械
适用的电压等级 40.5KV—252KV
气动—弹簧机构
压缩空气/弹簧 压缩性流体/机械 126KV—550KV
液压机构
氮气/液压油 压缩性流体/非压缩 性流体
126KV-550KV
出力特性
硬特性，反应快，自 软特性，反应慢，有 硬特性，反应快，自
控制回路与辅助回路参数
表3
序号
项目
单位
数据
备注
1 分、合闸线圈控制电压 V
DC220 DC 110
2 分闸线圈电流
A
2
5.8
3 合闸线圈电流
A
2
3.3
4 电机电源电压
DC110/220
按订货
V
AC220
合同
5 电机功率
W
300
9
6 电机转速
7 电机电流
8 加热器
r.p.m A
电压 V 功率 W
750
11
1.6）现场使用中几个问题 1.6.1）弹簧操作机构润滑脂的使用
弹簧操作机构的传动零件较多，而其本身又对传动摩擦等反力特别敏 感，所以出厂时对诸如轴销，轴承，齿轮，弹簧筒等转动和直动产生相 互摩擦的地方涂敷低温 2#润滑脂。在运行了六年后，一些润滑脂需重 新涂敷。注意棘轮齿面部和大小棘爪与棘轮接触处一定不要涂抹低 温 2#润滑脂，以防影响机构动作的准确性。具体涂敷见图 7。
注：带*0.40 为低温使用开断电流 31.5kA
10
1.5 配弹簧机构的断路器在运行中的故障处理见表 5
表5
分
类
不正常现象
估计主要原因
调查事项及对策
1.1 电源不良
检查控制电压 U>80%Ue
1..不能电气合闸
关 合 动 作 的 异 常
1.2 电气控制系统不 良
1.3 SF6 气 体 压 力 不 足,压力开关动作 闭锁
触发器与脱扣器间隙 D 4
C－D
2.0～2.5 3.0～3.5
断路器处于分闸状 态。见图 9
触发器与防跳杆间隙 E
1.0～2.5
分闸电磁铁行程 F 5 触发器与脱扣器间隙 G
F－G
2.8～3.2 0.8～1.2 1.6～2.4
断路器处于合闸状 态 。见图 10
1.4.2 控制回路与辅助回路参数 控制回路与辅助回路参数见表 3
2.3 SF6 气 体 压 力 不 足,压力开关动作 闭锁
2.4 其它
控制线断线,端子松,分闸线圈故 障,辅助开关接点故障 补气到额定压力
手动关合分闸电磁铁,分闸,检查 电磁铁间隙
气 压 控 3.SF6 气 体 压 力 下 制 降,63GA 发出补气报警 系 统 异 常
漏气
补气至额定压力,参考充气作业 要领,查找漏气点,消除漏点
分闸线圈铁芯
分闸线圈 支架
铁芯
螺母
螺钉 螺母
S2=2.8～ 3.2
G1=0.8～ 1.2
图 10 分闸电磁铁的装配及调整
1.6.3.3 调整 电磁铁配合间隙在厂内已调整好，到达现场后不需要再进行调整。若出
现异常，其调整方法如下： 合闸电磁铁行程尺寸的调整：松开螺母 9－3，对称拧动螺钉 9－4，调
整限位尺寸。 尺寸 G 的调整；松开螺母 9－2，拧动铁心杆，移动铁心撞头位置。 分闸电磁铁行程尺寸的调整：松开螺母 10－4，对称拧动螺钉 10－3，
13
合 闸 线 圈 铁 芯 (9-1)
螺 母 (9-2)
螺 钉 (9-3)
合 闸 线 圈 (9-7)
螺 母 (9-4)
支架
G2=2.0～ 3.5 G4=1.0～ 2.0
铁 芯 (9-6)
合 闸 掣 子 (9-8) 掣 子 (9-9)
防 跳 跃 肖 (9-10)
图 9 合闸电磁铁的装配及调整
S2=4.5～ 5.5
制造过程稍有疏忽 容易造成渗漏，尤其 是外渗漏；存在漏
油、漏液可能
1
一．弹簧操动机构
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来完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。开 断时，锁扣借助磁力脱扣，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，另一部分用来给分闸弹簧储能。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，而分闸弹簧的释放有一独立的系统，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 O-0.3 sec -CO-180 sec -CO 操作循环，又可满足 CO-15sec-CO 操作循环， 机械稳定性试验达 10000 次。 1.1 CT20 弹簧操动机构动作原理
高压断路器的操动机构
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。高压 SF6 断路器的操动机构有多种型式，如弹簧操动
机构、气动机构、液压机构、液压弹簧机构等。
根据灭弧室承受的电压等级和开断电流的差异， SF6 产品选用弹簧机
构、气动机构或液压机构。弹簧机构、气动机构、液压机构各自的特点比
1.4 弹簧未储能故障
控制线断线,端子松,合闸线圈故 障,辅助开关接点故障 补气到额定压力
电机回路电源故障，检查回路电 压 U>85%Ue
电机过流或储能过时报警
电机或机械系统故障
1.5 其它 2.1 电源不良
手动关合合闸电磁铁,合闸,检查 电磁铁间隙
检查控制电压 U>60%Ue
2. 不能电气分闸
2.2 电 气 控 制 系 统 不 良
3
的作用下使其锁住，开关保持在分闸位置。
合闸操作（图 2、3） 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时，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。 1.1.3 合闸弹簧储能过程
置的保持和接受分闸命令进行分闸操作。
1.3.3.3 合闸机构装配
合闸机构装配由合闸电磁铁、防跳装置、合闸储能保持掣子装配等构
成。完成合闸弹簧储能后保持和接受合闸命令进行合闸操作。
1.3.3.4 合闸弹簧装配
合闸弹簧装配包括合闸弹簧筒，拉杆，合闸弹簧等。
1.3.3.5 分闸弹簧装配
分闸弹簧装配包括分闸弹簧，油缓冲器装配等
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。
1.1.1 分闸动作过程 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
簧也已储能完毕）。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。
调整能力小
一定自调整能力
调整能力大
对反力，阻力特性
反应敏感，速度特性 受影响大
反应较敏感，速度特 性在一定程度上受
影响
反应不敏感，速度特 性基本不受影响
环境适应性
强，操作噪音小 较差，操作噪音大 强，操作噪音小
人工维护量 相对优缺点
最小
较小
小
无漏油、漏气可能； 体积小，重量轻