《断路器操作机构》PPT课件

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2.1.2弹簧操动机构动作原理 －合闸弹簧储能过程
➢ 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闭合，磁力开关带电， 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。同时凸轮 板使限位开关切断电动机回路。合闸弹簧储能过 程结束。
高压断路器操动机构
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1、机构介绍
➢高压SF6断路器的操动机构包括弹簧操动机 构、气动机构、液压机构、液压弹簧机构 等。
➢操动机构是高压断路器的重要组成部分， 它由以下几部分组成：
– 储能单元 – 控制单元 – 力传递单元
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各种机构特点比较
机构类型 比较项目
储能与传动介质 适用的电压等级
出力特性
分合 动作 的异
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。
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2.1.2弹簧操动机构动作原理 －合闸操作
➢ 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，分闸触发器和分闸保持掣子将轴销A 锁住，开关保持在合闸位置。
反应，阻力特性 环境适应性 人工维护量
相对优缺点
弹簧机构
螺旋压缩弹簧/机械 40.5KV—252KV
硬特性，反应快，自调 整能力小
气动—弹簧机构
压缩空气/弹簧 压缩性流体/机械
126KV—550KV 软特性，反应慢，有一
定自调整能力
液压机构
氮气/液压油/碟簧//压 缩
性流体/非压缩性流体 126KV-550KV
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• 滚轮推动脱扣器的回转面，使其进一步转动。从 而，脱扣器使脱扣杆顺时针转动(见图b)，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c).
• 断路器合闸结束，合闸信号消失电磁铁复位(见图 d).
• 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e)实现防跳功能。
• 图a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。
• 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 触发器以逆时针方向旋转，并释放合闸弹簧储能 保持掣子，合闸弹簧储能保持掣子顺时针方向旋 转，释放棘轮上的轴销。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。
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2.1.2弹簧操动机构动作原理
➢ 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。
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2.1.2弹簧操动机构动作原理 －分闸操作
漏；存在漏油、漏液
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2、操动机构
➢弹簧操动机构 ➢气动操动机构 ➢液压操动机构
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பைடு நூலகம்
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2.1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。
➢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。
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2.1.2弹簧操动机构动作原理
➢ 合闸操作过程 • 图2所示状态为开关处于分闸位置，此时
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2.1.2弹簧操动机构动作原理 －机械防跳原理
➢断路器防跳性能可以通过两个方面实现的： • 第一是操动机构本身实现机械防跳； • 第二是在操动机构的合闸回路中设置的
“防跳”回路来实现。 ➢下图介绍了机械防跳装置的原理，其动作
过程如下:
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2.1.2弹簧操动机构动作原理 －机械防跳原理
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• 当合闸信号解除时，合闸电磁铁失磁，铁心杆 通过电磁铁内弹簧返回，则铁心杆和脱扣杆均处 于图a状态，为下次合闸操作作好了准备。
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弹簧机构的断路器在运行中的故障处理
分类
不正常现象
估计主要原因 1.1 电源不良 1.2 电气控制系统不良
1.不能电气 合闸
1.3 SF6气体压力不足,压力 开关动作闭锁
硬特性，反应快，自调 整能力大
反应敏感，速度特性受 反应较敏感，速度特性 反应不敏感，速度特性
影响大
在一定程度上受影响
基本不受影响
强，操作噪音小 最小
较差，操作噪音大 较小
强，操作噪音小 小
无漏油、漏气可能；体 积小，重量轻
稍有泄露不影响环境； 空气中水分难以滤除，
易造成锈蚀
制造过程稍有疏忽容易 造成渗漏，尤其是外渗
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2.1.1弹簧操动机构原理介绍
➢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 。
➢运行时分合闸弹簧均处于压缩状态，分闸 弹簧的释放与合闸弹簧没有关系，可满足 O-0.3 sec -CO-180 sec -CO操作循环。