高压断路器辅助开关分断能力研究及结构优化设计
高压隔离开关分析
关， 各相应分 别装 设接 地 螺 钉 ； 接 地 接触 面应 平整 、 光 洁 并 涂 上 防 锈 油 ， 连 接 截 面应 满 足 短 时 耐 受 能 力 的要 求 ； 接 地 接 高 压隔离开 关 主 要 功能 是 ： 保 证 高 压 电 器 及 装 置 在 检 触 面 应 标 以 接 地 符 号 。 修 工作 时的安 全 ， 起 隔 离 电压 的 作用 ， 不 能用 与 切 断 、 投 入 （ ７ ） 隔 离 开 关 的一 侧 或 两 侧 应 能 装 配 接 地 开 关 ， 根 据 需 负荷 电流和开 断短 路 电 流 ， 仅 可 用 于 不 产 生 强 大 电 弧 的 某 双 接 地 开 关 。 接 地 开 关 的 峰 值 耐 受 能 力 和 短 时 些 切换操 作 ， 即 是 说 它 不 具 有 灭 弧 功 能 。其 主 要 作 用 如 下 ： 要配 置单 、 但 试 验 后 允 许 有 轻 微 的 烧 伤 或 （ １ ） 分 闸 后 。建 立 可 靠 的 绝 缘 间 隙 ， 将 需 要 检 修 的 线 路 耐 受 能 力 与 隔 离 开 关 相 同 ，
Ｎ ｏ．１ ２， ２Ｏ１ ３
现 代 商 贸工 业 Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
２ 孙 运 海
（ 黑龙 江 省 伊 春 市 西钢 集 团 能 源 部 ， 黑龙 江 伊 春 １ ５ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 高 压 隔 离 开 关 是 发 电 厂 和 变 电 站 电 气 系统 中 重 要 的 开 关 电 器 ， 需与 高 压 断路 器 配 套 使 用 。 主 要 对 高 压 隔 离 开 关的作 用 、 高 压 隔 离开 关 的 结 构 、 技术性 能、 隔 离开 关 的 运 行 维 护 等 内容 进 行 论 述 。 关键 词 ： 高压 隔 离开关 ； 作用； 运 行 与 维 护 中图分类号 ： ＴＢ 文献 标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ３ １ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ０ １ ６ １ — ０ １
SF6高压断路器结构及工作原理参考文档
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单压式灭弧装置
1、只有一种压力（一般为304-808kPa) 。在开断过程中，灭弧室所需的吹弧压力 由动触头系统运动时的压气活塞产生；
2、图11-2为单压式单向灭弧室的原理图 。图中，喷嘴2、压气罩3及动触头（导电 杆）4机械上为一体。
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储能模块
主要由储能活塞缸、储能 活塞、碟型弹簧组成.在液压 油的作用下通过储能器活塞压 缩碟形弹簧并将液压能长期存 储在储能活塞缸内，为断路器 分、合闸操作做好必要的能量 储备。
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碟簧
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控制模块
主要由电磁阀、换 向阀组成，通过主控室 给出的电信号命令使相 应电磁阀打开阀口，使 换向阀换向从而达到分 闸或合闸的目的。
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监测模块
主要由行程开关、安 全阀组成，通过对碟簧的 压缩量的监测带动行程开 关凸轮旋转来断开或闭合 微动开关触点达到为主控 室报警及自动闭锁的目的 。当压力高于规定值时泄 压阀自动开启达到保护机 构的目的。
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以上五个模块通过连接管连接后，可与工作 缸组成一个紧凑的整体，实现可靠的动作，其结 构特点具有以下几个优点： 1. 模块式结构具有结构简单紧凑，零件量少，通 用性强，性能可靠且便于检查。 2. 液压集成回路具有无外部油管，损耗小，传动 效率高，泄漏量低。 3. 优质碟簧储能器具有不存在氮气泄漏，系统压 力稳定，应力松弛小，寿命长，可靠性高 4. 优良的液压缓冲系统具有操作平稳，无反跳， 噪音低，易与和调速系统不同断路器适配。
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(2)保护作用。当电力系统某一部分发生 故障时，它和保护装置、自动装置相配合， 将该故障部分从系统中迅速切除，减少停电 范围，防止事故扩大，保护系统中各类电气 设备不受损坏，保证系统无故障部分安全运 行。
高压开关柜断路器(电磁、弹簧、永磁)操作机构工作原理与优缺点(优点、缺点)
高压开关柜断路器（电磁、弹簧、永磁）操作机构工作原理与优缺点（优点、缺点）（一）、电磁操作机构结构。
⑴、电磁操作机构是技术比较成熟，使用较早的一种断路器操作机构，其结构比较简单，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。
断路器辅助开关
断路器辅助开关断路器辅助开关是指的配置在大型中压和高压断路器中的辅助开关配件，小型低压及家用断路器的话不需要在生产的时候单独采购辅助开关，大型高中压断路器因为结构辅助，其核心技术为灭弧室，所以对于辅助开关等配件的要求较高。
厦门日华机电成套有限公司专业制造辅助开关产品，要了解断路器辅助开关，先得从断路器的结构开始了解，断路器由内部附件和外部附件构成：一、内部附件辅助触头与断路器主电路分、合机构机械上连动的触头，主要用于断路器分、合状态的显示，接在断路器的控制电路中通过断路器的分合，对其相关电器实施控制或联锁。
例如向信号灯、继电器等输出信号。
塑壳断路器壳架品级额定电流100A为单断点转换触头，225A 及以上为桥式触头结构，约定发热电流为3A；壳架品级额定电流400A及以上可装两常开、两常闭，约定发热电流为6A。
操作性能次数与断路器的操作性能总次数相同。
报警触头用于断路器事故的报警触头，且此触头只有当断路器脱扣分断后才动作，主要用于断路器的负载呈现过载短路或欠电压等故障时而自由脱扣，报警触头从原来的常开位置转换成闭合位置，接通辅助线路中的指示灯或电铃、蜂鸣器等，显示或提醒断路器的故障脱扣状态。
由于断路器发生因负载故障而自由脱扣的机率不太多，因而报警触头的寿命是断路器寿命的1/10。
报警触头的工作电流一般不会跨越1A。
分励脱扣器分励脱扣器是一种用电压源鼓励的脱扣器，它的电压与主电路电压无关。
分励脱扣器是一种远距离把持分闸的附件。
当电源电压等于额定控制电源电压的70%-110%之间的任一电压时，就可以靠得住性的分断断路器。
分励脱扣器是短时工作制，线圈通电时间一般不克不及跨越1S，否则线就会被烧毁。
塑壳断路器为避免线圈烧毁，在分励脱扣线圈串连一个微动开关，当分励脱扣器通过衔铁吸合，微动开关从常闭状态转换成常开，由于分励脱扣器电源的控制线路被切断，即便人为的按住按钮，分励线圈始终不会再通电这就避免了线圈烧损情况的发生。
高压开关柜结构及工作原理相关知识讲解
高压开关柜结构及工作原理
❖ 进车操作：手车由柜外推进柜内时，应使用专用 的转运车。进车时柜门开启应大于90°。将装有 断路器的转运车推至柜前，使转运车定位杆对准 开关柜上的定位孔，推动转运车靠近柜体，使转 运车上锁钩勾在柜体上，调节转运车托盘下的调 节螺母，使转运车的轨道与柜体轨道相连接。进 车前确认断路器已分闸。进柜时需先用人力将手 车推到试验位置。 配通用型底盘车时，离开断开/试验位置前，此时 右手可将进出车摇把插入操作孔顺时针旋转，当 断路器走完规定行程后，摇把转不动时，完成进 车操作。
高压开关柜结构及工作原理
高压开关柜结构及工作原理
手车室：
高压开关柜结构及工作原理
❖ 隔室两侧安装了轨道，供手车在柜内移动时 的导向和定位。静触头盒的隔板（活门）安 装在手车室后侧。手车从断开位置/试验位置 向工作位置移动的过程中，遮挡上、下静触 头盒的活门自动打开；手车反方向移动时， 活门自动关闭，直至手车退至断开位置/试验 位置而完全遮挡住静触头盒，形成隔室间有 效的隔离。断路器室的门上有观察窗，通过 观察窗可以观察隔室内手车所处位置、断路 器的合、分闸显示、储能状况等状态。
高压开关柜结构及工作原理
❖ 接地开关与电缆室盖板间的联锁：只有当接 地开关处于合闸状态时，开关柜的下门或电 缆室的后封板才能打开。也只有在电缆室的 后封板封闭时接地开关才可以打开。
高压开关柜结构及工作原理
❖ F-C开关熔断器与接触器之间的联锁： F-C开关熔断器与接触器之间的电气联锁： 三相熔断器的任何一相（或两相或三相同时） 熔断时，撞击器射出的顶杆将推动断相杆运 动，压下行程开关，这时将使合闸状态的接 触器分闸，接触器的合闸回路被断开。直到 所有故障恢复正常后才能进行接触器的合闸 操作。
高压断路器同步合_分闸技术及应用
产品与应用文章介绍了同步合、分技术及同步合、分闸装置的组成：永磁驱动机构高压真空断路器，同步控制器。
由于同步合、分闸可以有效削弱操作引起的暂态过电压、暂态过电流，具有潜在价值及经济效益，因此应用市场宽广。
高压断路器同步合、分闸技术及应用高压断路器同步合、分闸技术是指高压断路器在智能控制器的控制下，实现在方程变压器空载合闸时，可以列出下面系统电压波形指定相角处关、合，使电容器、空载变压器或空载线路等电器设备能i0R1+N1dФ1dt = 2U1sin(ω＋α) （１）在最佳时刻投入或退出，使设备本身承受最小冲击力，从而提高了设备的使用寿命；同时，同步合、分闸技术也可以降低操作过程中产生的过电压、过电流。
自上世纪７０年代提出断路器选相合、分闸，至今已有３０多年了，在９０年代以前，由于断路器水平及控制器水平较低，选相合、分闸技术一直停留在理论研究方面。
但是进入９０年代，断路器制造水平提高和基于微处理机、微电子技术的测控技术提高，用户对供电质量要求提高，断路器选相控制技术自９０年代中期迅速走向实用化，表现在欧美对选相控制断路器使用量迅速增加；日本三菱电机公司开发的选相控制断路器已完成实用性验证，该公司１４５ｋＶ选相控制断路器已销往向美国市场。
空载变压器、电容器同步合、分闸过程分析空载变压器同步合闸过程分析式中：Ф１——高压侧绕组的总磁通；α——合闸时电源的初始相角；N1——高压侧绕组的匝数；i0——高压侧绕组中励磁电流；R1——高压侧绕组的内阻。
由于电阻压降R1i0很小略去，式（１）变为dФ1dt解为2 U1N1ω初始条件：ｔ＝０时，Ф＝０得到C= cosαN1ωФ1=－Фm cos（ωｔ＋α）＋Фm cosα（２）式中：Фm cos（ωｔ＋α）：磁通的稳态分量Фm cosα：磁通的暂态分量（即涌流）由（２）式可看出：空载变压器的涌１．如果合闸时，α＝ （即 u 1=U 1m 合闸） 则 Ф1＝－Фm cos （ωｔ ＋ ）＝ Фm sin ωt （３） i c =2U m ω0Csin ω0ｔ （ω0= 得到 Ф1＝ Фm －Фm cos ωt 在合闸后半周期（t ＝ ）时，磁通 因此高频电流 i c 经Ф＝０° ， U cm ＝－U m ； Ф＝９０° ， U cm ＝U m 。
高压断路器原理及应用课程课件
框架上装：分闸弹簧31、支持绝缘子30、 分闸限位器28和合闸缓冲器25。
传动系统：包括转轴27和绝缘拉杆29。
箱体中部装：灭弧室，采用纵横吹和机 械油吹联合作用的灭弧装置，通常为三 级横吹，一级纵吹。
箱体的下部：球墨铸铁制成的基座22， 基座内装有转轴、拐臂和连板组成的变 直机构，变直机构连接导电杆。
开关电器
开关电器介绍 断路器介绍 断路器的分类 高压断路器主要参数 电弧与熄弧原理 断路器出现的常见故障 SF6气压降应采取的措施 交流断路器用于直流电路
开关电器介绍
1按安装场所：户内式和户外式 户内式：装在建筑物内，一般工作在35kV及以下的电压等级
户外式：适用于安装在露天，一般工作在35kV及以上的电压等级。
断路器的分类
油断路器 多油式断路器
多油式断路器是以绝缘 油为灭孤介质及主要绝 缘介质的高压断路器， 其结构简单、工艺要求 低、但体积大、用钢材 和绝缘油都比较多，在 电压较高时尤其如此， 所以已经逐渐被少油式 断路器或空气断路器所 代替。
少油式断路器
1-油气分离器 2-上出线座 3-灭弧室 4-绝缘筒 5-动触头杆 6-紫铜滚轮 7-下出线座 8-塞杆 9-基座 10-主轴 11-绝缘拉杆 12-分闸弹簧 13-瓣形静触头
基座下部：装有分闸油缓冲器23和放油 螺栓24，分闸油缓冲器在分闸时起缓冲 作用，吸收分闸终了时的剩余能量。
导电回路：电流由上接线座5引入，经过 静触头7、导电杆20和滚动触头19，从下 接线座18引出。
当断路器分、合闸时，操动机构通
过主轴、绝缘拉杆和基座内的变直机构，
使导电杆上下运动，实现断路器的分、
除了35k V的多油断路器仍然在少量生产和使用外，其余电 压等级的多油断路器已停止生产。一般用于偏远的、经济 落后的地区。以DW8-35型断路器为典型代表。
断路器用辅助开关的常见故障及改进措施
断路器用辅助开关的常见故障及改进措施摘要：本文根据作者多年工作经验，对断路器用辅助开关的常见故障进行分析，并提出相关改进措施，仅供同仁参考。
关键词：断路器；故障；措施0引言现阶段，国内外普遍使用唇型插入式结构的辅助开关，其主要优点是：1.通过增加开关层数可方便地实现多回路的控制；2.通过不同弧度的静触头配套可实现多种接点方案；3.对开关动作的角度精度要求低，方便操作机构的安装和调整，因而，唇型插入式结构的辅助开关应用十分广泛。
随着真空灭弧室技术的成熟，高压开关的电气性能和机械性能均有明显的提高，如断路器的机械寿命从2000次提高到10000次以上。
随着高压开关设备整体可靠性的提高，因唇型插入式辅助开关转换不灵、磨损快、温升高等质量原因以及不合理的使用条件，使辅助开关动作卡滞、失效，甚至烧毁，导致高压开关设备故障的情况凸现出来。
近年来，西方发达国家的同类产品通过设计、工艺和材料的不断改进，虽然外观变化不大，但产品的质量和性能指标已具有了革命性的进步。
如西门子公司辅助开关的技术指标要求操作力矩仅为0.2～0.3Nm，机械寿命达到10万次以上，寿命试验前后的接触电阻不超过5mΩ。
相比国内多数产品，寿命仅为1～2万次，试验后操作力矩近1Nm，接触电阻几十毫欧，已经是升级换代产品。
鉴于此，我公司针对西门子辅助开关的技术指标、结合国内的使用要求，对产品的触头设计、绝缘材料和灭弧原理提出改进措施。
图11触头的改进设计辅助开关的基本结构是依靠唇形动触头自身弹性夹紧静触头滑动，实现电气连接。
由于纯铜带弹性不足，且无法通过热处理获得足够的硬度，现有的产品大多采用黄铜带作为动触头材料，以使触头具有一定的弹性。
但黄铜的导电性能和机械性能一般，动静触头间的滑动接触导致较快磨损，弹性下降，触头压力迅速下降，电阻快速增大。
为此，选择具有良好导电性、弹性和抗磨损能力较强的铜合金作为动触头材料，通过变形强化和热处理获得合理的硬度（过硬，导致接触压力过大，加快静触头磨损，也会导致接触电阻过快增大；过软，接触压力小，接触电阻大，导致开关发热，导致表面加速氧化膜产生且不能通过触头间的滑动有效擦除，影响触点接触的稳定性），并确定了唇片的合理间距。
10kV配电线路分段开关智能优化措施探讨
10kV配电线路分段开关智能优化措施探讨作者：徐玉广王庆伟王芳来源：《现代企业文化·理论版》2017年第02期中图分类号：TM77 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2017）01-000-02摘要 10kV线路分段开关的使用能提高配电网供电运行的可靠性，能实现线路故障的有效隔离，为线路维修维护提供方便。
文章首先介绍10 kV配电线路分段开关极差保护面临的障碍，分析10 kV配电线路分段开关级差保护，探讨10 kV配电线路分段开关智能优化措施。
关键词 10 kV 配电线路分段开关优化措施目前，10kV线路分段开关已经在配网中大量使用，这些分段开关的使用为线路故障的隔离、线路检修和转电操作带来了很大的方便，也对提高供电可靠性起到了很明显的作用，但是，在实际运行中还存在较多的问题。
分段开关的维护以及应用范围越广，其发生设备故障的概率就越大，对配电分段开关实行必要的极差保护以及智能优化对于减少设备故障并提高电网运行的安全性具有非常重要的作用。
一、10 kV配电线路分段开关极差保护面临的障碍（一）线路故障10 kV配电线路分段开关运行中一旦出现线路故障，无论故障的性质是永久性的还是暂时性的，故障线路所连接的变电站出线开关都会及时发生跳闸反应，因此，在实际运行过程中变电站开关跳闸次数会随着故障发生频率的不断增加而增加。
经过这种频繁多次且反复的故障发生，时间一长就会使出线开关逐渐老化以及破损，进而造成机械设备在运行上的各种隐患。
并且，在线路故障发生之后，由于10kV线路上缺乏相应的分段开关且没有任何一种开关对线路故障进行及时的隔离，所以导致线路的某一处发生问题而引发整段线路运行故障的产生，而随着故障产生的频率不断增加，会导致线路的停电范围以及停电面积不断扩大。
（二）所带隔离开关触头接触不良发热主要有以下原因：施工人员在安装过程中，使隔离开关触头受损、出现毛刺，或者没有将隔离开关动静触头咬合深度、压紧弹簧压力调整好，导致隔离开关动静触头接触不良；运行中未按规程要求进行定期维修，开关触头压紧弹簧失去弹力，而使隔离开关动静触头接触不良；隔离开关触头材质低劣、开关通流断面尺寸不足，导致开关触头在正常负荷下长期发热。
超高压开关的断电性能分析与改进
超高压开关的断电性能分析与改进超高压开关是电力系统中的重要设备，负责在高压电网中进行断开和接通电路的功能。
其断电性能的稳定性和可靠性对于保障电网的安全运行至关重要。
本文将对超高压开关的断电性能进行分析，并提出相应的改进措施。
首先，超高压开关的断电性能可以从故障过电压的抑制方面进行评估。
故障过电压是指在电力系统中发生故障时，电流突然中断或改变方向导致电感元件或电容元件上出现的过电压。
对于超高压开关而言，通过合理设计开断过程中的电弧特性和电弧运动规律，可以有效地抑制故障过电压的产生。
因此，改进超高压开关的电弧控制技术是提高断电性能的一种重要手段。
其次，超高压开关的断电性能还可以从浪涌电压的抑制方面进行评估。
浪涌电压是指在超高压开关的接通和断开操作过程中，因电路中电感和电容元件的响应而产生的电压突变。
这种电压变化可能会导致电力设备的损坏和系统的不稳定。
为了降低浪涌电压的水平，可以通过改进超高压开关的绝缘结构和引入合适的阻尼措施来实现。
此外，合理设置电流惯性补偿装置和电流补偿电容等也能有效减小浪涌电压的幅值。
另外，超高压开关的断电性能还可以从过电压保护方面进行评估。
在超高压电网中，当发生电力故障时，系统存在过电压的风险，这对电网的稳定和设备的安全都带来了威胁。
因此，需要合理设计并严格实施超高压开关的过电压保护措施，确保在故障发生时能够及时断电并避免过电压的产生。
常见的过电压保护技术包括过电压继电器、过电压限制器和电力电容器等，通过有效地配置这些保护设备可以提高超高压开关的断电性能。
此外，超高压开关的断电性能还可以从可靠性和维护方面进行评估。
合理的超高压开关设计可以提高其使用寿命，减少故障的发生率。
通过采用可靠性评价和维护管理体系，可以及时发现和解决超高压开关的潜在问题，提高其运行的可靠性和稳定性。
此外，加强对超高压开关的定期维护和检修，包括清洁、紧固和润滑等，也能有效延长超高压开关的寿命和提高其断电性能。
高压断路器控制回路常见问题及改进措施
高压断路器控制回路常见问题及改进措施摘要：为了满足社会生产对于电力能源的需求，我国电力工程建设规模不断扩大，各项电力设备以及技术取得全面创新。
在电力设备管理工作中，高压断路器是一项重要的管理内容，但是受到多种因素的影响，高压断路器的控制回路会出现一定的故障问题，如果没有得到及时有效处理，会严重影响供电系统安全性和稳定性。
因此，本文将对高压断路器控制回路常见问题及改进措施方面进行深入地研究与分析，并提出一些合理的意见和措施，旨在进一步提高电力设备运行质量。
关键词：高压断路器；控制回路；常见问题；改进措施；优化方法高压断路器是供电系统中的重要电气设备，主要功能是接通或者断开电路，特别是在电力系统发生断路故障时，断路器能够立即启动将故障点切除，从而保障供电线路运行安全性与稳定性。
高压断路器的运行状态与工作性能，除了与自身的电气、机械以及绝缘性能等相关，还与控制、保护以及控制回路等具有直接关系，且控制回路经常会发生故障问题，导致高压断路器无法正常运行。
因此，需要明确高压断路器控制回路的常见故障特点与原因，才能够对其进行改进。
1高压断路器控制回路原理分析当前供电系统中所采用的高压断路器中，分、合闸控制回路应用较为广泛，高压断路器在合闸命令执行过程中，如果高压断路器辅助接点没有发挥，则会导致合闸回路一直处于导通的状态。
在实际运行过程中，高压断路器在合闸过程中容易出现一些问题，比如断路器分、合闸期间断路器机构和辅助开关不配合问题，或算分、合闸回路导通，但是受到机构问题影响，高压断路器难以合上。
高压断路器不仅能够切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，且在供电系统出现故障时，利用继电器保护装置的作用，将过负荷电流或短路电流切断，具有完善的灭弧结构和足够的断流能力，当前高压断路器可以分为油断路器、六氟化硫断路器、压缩空气断路器以及真空断路器等多种不同类型。
2高压断路器控制回路常见问题及有效改进措施分析2.1作用与种类分析在高压断路器合闸后，如果因为某种因素导致控制开关触点或自动装置没有归位，这时就会发生短路故障，高压断路器动作就会使得断路器发生跳闸，从而出现多次跳合现象，该现象也被称之为跳跃，如果高压断路器跳跃次数较多，就会导致高压断路器被损坏，导致故障问题进一步扩大。
220kV线路断路器辅助接点异常情况分析
220kV线路断路器辅助接点异常情况分析摘要：高压断路器是电网系统中的关键设备，用于切断和闭合负荷电流和短路电流，以保护和控制电网中的各类重要元件，具有完善的灭弧结构和断流能力。
据国家电网及南方电网的调研统计，操动机构动作失灵是造成断路器故障的主要原因之一，如拒分、拒合、误动、合后即分等机构失灵故障所占比例高达４３．８％。
由于断路器操动机构的设计复杂，机械结构配合精度要求高，导致断路器故障频发，因此研究操动机构故障原因，对提高操动机构的可靠性具有重要意义。
关键词:220kV线路断路器；辅助接点异常；情况分析引言在高压电力系统中，断路器是确保其正常运行的重要元件。
在其执行命令的过程中，不仅是实现对电力系统供电故障进行准确判断的依据，同时也是实施故障检修和指标测量的重要辅助设备，在电力系统检修频次较高的状态下，断路器的重要性更为明显。
近年来，电气设备受社会经济快速发展的影响，对于供电质量的控制效果得到了显著提升，这也是顺应新时代电力资源应用需求发挥的基本要求。
为了确保电力系统运行的稳定性，建立完善的监测管理措施是十分必要的。
1异常情况简要介绍1.1事情经过2021年某日，某智能变电站220kV金庐2V28线路发生故障。
检修人员到现场后，检查确认220kV金庐2V28线路发生A相永久性故障，保护正确动作切除故障，现场验电确认三相断路器确已分开，但智能终端、保护装置、故障录波文件均未正确显示C相断路器处于跳闸位置。
发现这一情况后，检修人员立即对异常情况进行检查处理，经过一步步排查、梳理，在打开现场断路器机构箱时发现断路器辅助开关存在明显的松动情况，现场机构图见图1。
断路器的辅助开关局部图如图2。
图1断路器机构内部图图2断路器辅助开关图1.2处理过程（１）合闸弹簧储能。
储能电机带电—储能齿轮转动（顺时针）—带动储能轴顺时针转动—带动合闸弹簧向上走，压缩合闸弹簧—合闸弹簧储能完毕。
（２）合闸过程。
合闸脱扣线圈带电—合闸脱口器动作—合闸脱扣器顶舌动作—合闸棘爪动作—凸轮盘顺时针转动—凸轮盘挤压滚轴杆—滚轴杆杆逆时针转动—带动操动轴逆时针转动—Ｖ型连杆逆时针转动—推动连杆，迫使绝缘拉杆往上走—实现合闸过程—合闸后多余能量通过合闸缓冲器释放（动作方向如图２白色箭头所指）。
7.断路器连杆机构的优化设计
断路器连杆机构的优化设计在高、低压断路器弹簧操动机构中广泛应用的连杆机构[1],不仅由于连杆加工方便、成本低,更因动作稳定、可靠,可根据需要设置连杆的级数,使断路器连杆中力的传递,即储能机构触头系统脱扣装置脱扣过程中力的大小和方向可控,确保连杆的强度和刚度满足系统要求。
但连杆机构的设计较为复杂,尤其是多连杆机构,针对不同的连杆参数,可得到许多种连杆组合方案,这些方案中有不少是可行的。
传统连杆机构的设计方法较多依赖设计者的经验,采用简单的枚举法来获取相对较优的目标参数值。
该值有时位于可接受的参数区域边界上,随着断路器工作时间的延长,零部件的疲劳、磨损和工作环境的变化,容易导致参数值移到可接受区域之外,使断路器提前失效。
优化设计的任务就是要找出其中最优的一个方案。
所谓优化,就是设计中能最好地满足所要追求的某些特定目标。
如果各种可行方案值构成一个“公差带”,那么优化设计的目的就是要充分利用该“公差带”,降低连杆机构的加工精度,从而降低生产成本,同时又保证断路器能完全满足使用要求。
1连杆机构优化设计连杆机构优化设计的方法:明确优化目标→构画数学模型→确定设计变量→添加约束条件或可行域→建立目标函数→编写计算程序→计算机解算→得出结果。
优化设计中,首先要清楚需要优化的目标,对于连杆机构而言,可以是几何尺寸,也可以是力或力矩等;然后构画出数学模型,在模型上设置变量,添加约束条件,即在连杆机构中哪些参数是未定的,并对目标函数有影响的,这就是变量;哪些参数是已知条件,设计出的机构需满足这些条件,这就是约束;再根据这些变量、约束和目标函数的几何关系,列出数学表达式,编写计算程序,利用计算机强大的计算功能进行解算,直至得到最优的目标函数,并可获知此时的各个变量值。
例如:对一个虚拟的断路器连杆机构进行优化设计。
由于触头系统存在触头弹簧反力,需要机构具有足够的输出转矩,才能使断路器可靠合闸。
而连杆及悬臂的长度在一定范围内是可变动的,这就引出优化设计问题,即在该虚拟断路器的触头弹簧反力一定的前提下,连杆及悬臂孔距在何种情况下可使机构合闸时的输出转矩最小[2]。
高压开关的分断能力和耐久性分析
高压开关的分断能力和耐久性分析高压开关是电力系统中的重要组件，它主要用于控制和保护电路。
分断能力和耐久性是评价高压开关性能优劣的重要指标。
本文将分析高压开关的分断能力和耐久性，并探讨其影响因素及改进方法。
高压开关的分断能力是指开关在断开负载电流时能否可靠地切断电路，避免产生电火花和电弧。
电火花和电弧对电力系统的正常运行造成干扰，甚至可能引发火灾和其他安全事故。
因此，高压开关的分断能力对电力系统的稳定运行至关重要。
高压开关的分断能力受多种因素影响。
首先，开关的设计和制造质量直接影响其分断能力。
合理的结构设计和优质的材料选择可以提高开关的分断能力。
其次，分断能力还与负载电流和电压等参数有关。
较高的负载电流和电压会增加开关的分断负荷，影响分断能力。
此外，环境条件和使用条件也会对分断能力产生影响，例如气候湿度、温度变化等。
为了提高高压开关的分断能力，可以采取以下改进措施。
首先，优化结构设计，提高电弧长度和电弧能量的耗散效率。
通过合理布置电弧室和增加电弧扩散面积，可以减少电弧变长继续期，提高分断能力。
其次，采用抗聚积技术，减少触点的磨损和积碳现象，保持良好的接触性能。
另外，控制和检测装置的改进也可以提高高压开关的分断能力，例如引入先进的电子元件和传感器，实现更精确的开关操作和状态监测。
除了分断能力，高压开关的耐久性也是评价其性能的重要指标。
耐久性是指高压开关在长时间运行中能否保持稳定的操作性能，无故障地完成开关操作。
一个耐久性较低的开关容易出现故障和失效，对电力系统的可靠性产生负面影响。
高压开关的耐久性受多种因素影响。
首先，开关的材料和制造工艺决定其机械强度和稳定性。
同时，开关的结构设计也会影响其耐久性，例如主触头和固定触头之间的接触方式、驱动机构的设计等。
此外，环境条件和使用条件的变化也会对开关的耐久性产生影响，例如温度和湿度的变化。
为了提高高压开关的耐久性，可以采取以下改进措施。
首先，选用高品质的材料，并采用优化的制造工艺，提高开关的机械强度和稳定性。
高压断路器辅助开关检测技术的改进
高压断路器辅助开关检测技术的改进
谭展;柳菲;董源;庞博
【期刊名称】《农村电气化》
【年(卷),期】2014()7
【摘要】传统方式检测10 kV小车断路器的辅助开关耗费大量人工时间,且工作人员水平高低对检测结果影响较大。
本项目研制一种便携式辅助开关检测装置,只需将检测装置通过不同的转换接口插入小车断路器的二次插头,就可对相应的辅助开关进行检测,节省了大量人工时间,且测试准确性很高,受人为因素的影响较小。
【总页数】2页(P58-59)
【关键词】高压断路器;辅助开关;检测
【作者】谭展;柳菲;董源;庞博
【作者单位】国网陕西西安供电公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM561
【相关文献】
1.高压断路器开关机构储能二次回路缺陷的改进 [J], 李磊
2.高压断路器辅助开关分断能力研究及结构优化设计 [J], 金立军;王珂;刘坚钢;闫书佳;张勇
3.高压断路器开关机构储能二次回路缺陷的改进 [J], 覃宗树;张世碧;李晓东
4.浅谈高压开关柜辅助开关的改进 [J], 苏贤;魏伟;李改莲
5.浅谈35kV高压开关柜断路器辅助开关拉弧放电问题处理 [J], 史立功;慈佳雪;张海波;邓连卓;黄斯茗;陆强
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高压断路器辅助开关分断能力研究及结构优化设计金立军;王珂;刘坚钢;闫书佳;张勇【摘要】对FK-口型辅助开关灭孤室进行二维数学建模,分析其内部电场强度分布,推导出电流过零后介质击穿的判断条件,对灭弧室结构进行优化,达到降低电场强度,使电场分布趋于均匀的目的,为辅助开关的优化设计提供了有效的解决方法.%In order to reduce the electric field maximum and homogenize the electric field distribution, a twodimensional numerical model for arc-quenching chamber of FK-square auxiliary switch was established to analyze the internal electric field distribution. Based on electric-field simulation, we know that the electric field distribution is uneven, and maximum is located at the interval between moving and static contacts. It was the weak spot for dielectric breakdown. To improve the breaking capacity, the dielectric strength is calculated using a bit uneven electric field theory, and a judgment condition of dielectric breakdown after current was zero was given. The dielectric strength is in inverse proportion to electric field. To avoid the breakdown failure, the shape of contacts and wall structure of arc-quenching chamber are optimized. By optimization, we know that the contact shape has more influence on electric field distribution. Finally, by the total optimization, the electric strength is decreased, arcing performance is improved, and that was tested by experiment. The research provides the direction for optimization design of auxiliary switch.【期刊名称】《电工电能新技术》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】5页(P60-63,83)【关键词】辅助开关;分断能力;结构优化【作者】金立军;王珂;刘坚钢;闫书佳;张勇【作者单位】同济大学,上海201804;同济大学,上海201804;宁波耀华电器厂,浙江慈溪315324;同济大学,上海201804;同济大学,上海201804【正文语种】中文【中图分类】TM561.5高压断路器辅助开关是连接在高压断路器操动机构主动杆轴上的低压信号开关，常作为二次控制回路中的分、合闸控制开关以及联锁保护接点。
辅助开关的分断能力及电寿命是衡量断路器可靠性的重要指标，对应于辅助开关的不同负荷，要有相应的分断能力。
目前的FK—口型辅助开关，在开断常见的5A负荷电流时，燃弧时间较长，触头烧蚀严重。
本文通过对现有灭弧室结构优化，提高了开断能力，减少了燃弧时间，延长了辅助开关触点寿命，对保证高压断路器的可靠性具有重要意义［1］。
本文的研究对象为FK—口型辅助开关，所带负荷为550kV的高压SF6断路器，该开关电寿命达到5000次。
它适用于交流50Hz、额定工作电压380V的电路中，额定工作电流为5A，辅助开关结构图见图1。
辅助开关的主要作用是控制分合闸回路的切换、连锁和保护。
图1(a）为辅助开关的外形图，它由主轴，多对动静触头组成。
根据主轴旋转所到的规定角位置，使得不同的触头元件实现接通或者分断。
图1(b）为辅助开关灭弧室的剖面图。
其中，触头材料采用铍青铜，灭弧室壁面采用聚乙烯材料。
动静触头采用圆周滑动压接方式连接，操动机构带动辅助开关主轴旋转时，使连接在主轴的动触头发生转动，与静触头接通，输出分合闸信号。
控制信号发送至合分闸线圈，使断路器的操动机构动作，完成“C-O”和“C-O-C”操作。
辅助开关动触头在主轴带动下转动，当动静触头分离时，分断交流电路，会在触头间产生电弧。
断口间发生着两个过程。
一是弧隙介质强度恢复过程，另一个是触头间隙恢复电压变化过程，如电弧电流过零后电弧不再重燃，触头间电压最后必然增高到电源电压。
电弧不会发生重燃的条件是电流过零后弧隙介质恢复强度曲线大于恢复电压变化曲线。
辅助开关灭弧室内弧隙间气体介质恢复强度与电场强度分布有密切关系。
由于灭弧室内结构复杂，边界形状不规则，可用数值分析法中的有限元法求解电场分布。
有限元法是以变分原理和剖分插值为基础的一种数值计算方法。
计算场域满足拉普拉斯方程:等价变分问题为［2］:采用有限元法，推导出上述变分问题的有限元方程为:式中K为总刚度矩阵;φ为节点电位矩阵。
对上述方程，本文采用Ansys有限元分析软件求解，用APDL语言对灭弧室进行参数化建模，能较精确地得到灭弧室内开断过程中电场分布的变化.本文中，由于触头形状不规则，灭弧室结构复杂，故电场分布不均匀，并且是在大气压力下空气的击穿，应采用气体击穿理论中的流注理论来解释，结合不均匀电场击穿理论，得出不同操作条件下触头间隙冷态介质恢复特性。
介质恢复强度可用击穿电压表示为［3-4］:Ud—触头间隙介质恢复强度;d—间隙的距离，m;Ec—临界场强或称工程击穿场强，V/m;f—电场不均匀系数，由电极形状、尺寸、电极距离等因素决定;根据实验室测得的标准大气条件下空气中电子电离系数α和电场强度E的关系可得，标准大气条件(p=0.1013MPa，T=293K(20℃））下电场中空气的介电强度大致为30kV/cm，代入公式得:U—触头间的电压;D—触头间距离。
其中，电场强度的分布可由数值分析法求解得到。
电弧间隙上的电压从燃弧电压值恢复到电源电压瞬时值的过程称为弧隙上的电压恢复过程。
在开断短路故障时，瞬态恢复电压具有决定性意义。
因为电力线路中存在电感、电阻和分布电容，在电压恢复过程中就可能产生振荡现象。
当电力系统电压较低时(IEC规定低于100kV），瞬态恢复电压接近于一种阻尼的单频振荡。
当断路器在电流过零前开断，辅助开关触头一侧是工频电网电源，另一侧是高频振荡产生的过电压，触头间恢复电压为两者之和［5］.实验得到的FK—口型辅助开关的电路固有振荡频率为［6］:工频电流零时刻过零，设电路为纯感性，电流过零时电压幅值最大。
则过零后恢复电压式中 f—振荡频率，单位为kHz;Ic—分断电流，单位为A;Uφ—电源相电压的有效值;f0—工频频率;Kx—线路系数，取为1.5。
由于FK—口型辅助开关触头动作会带动合分闸线圈动作，从而输出合分闸信号，因此，典型开断负荷条件是感性负荷。
分析最苛刻的情况，辅助开关电路为纯感性电路，电压超前电流90度，在电流过零点，正好是电压的最大值点。
若此时满足介质恢复强度上升曲线一直高于恢复电压变化曲线，则该辅助开关在任何分闸速度条件下均能可靠开断电路［7-9］。
在交流电流的不同时刻分断电路，会导致燃弧时间不同，介质恢复强度曲线的上升率也不同，从而导致零后触头间空气介质出现三种情况:不击穿、临界击穿、重击穿。
由图2可知，在燃弧时间大于3.8ms的任意时刻分断电路，则介质恢复强度曲线一直位于恢复电压曲线上方，电流过零后，介质不会被击穿，分断电路成功;3.8ms左右为临界击穿状态;小于3.8ms，介质恢复强度曲线3与恢复电压曲线4有交点，会发生零后重击穿，电弧重燃，只有在下次电流过零时才可能熄弧。
可见，分断电流为5A时在某些时刻开断电路会造成介质重击穿，为避免这一情况，也为了进一步提高分断电流的能力，需从结构上考虑，优化灭弧室结构，均匀内部电场强度分布，从而提高介质恢复强度［10］。
判断电场强度分布对零后介质击穿的影响，主要集中在电流过零时刻。
以下分不同的部件分析其形状变化对电场强度的影响，最后对灭弧室整体作结构优化。
以下分析主要针对结构优化后辅助开关灭弧室分闸行程中电场强度变化情况进行分析。
由图3可见，静触头形状为弧状与形状为尖端相比，电场强度明显变化，随着曲率半径的增大，电场强度变化曲线整体下移。
这是由于触头表面的电场强度与其表面电荷密度成正比。
曲率半径大，表面电荷密度小，电场强度降低。
改变动触头形状为弧线状，见图4。
优化后电场强度曲线整体下降，优化效果良好。
对灭弧室整体结构进行优化，改变动、静触头为弧线状、灭弧室内壁为六个凹凸结构，见图5。
由电场强度变化曲线可知，对各部件综合优化后，灭弧室内电场强度值大大降低，电场局部不均匀程度有很大改观。
综上可见，由于最大电场强度总出现在静触头附近，故改善静触头形状能更好改善电场分布。
灭弧室结构整体优化的效果较好，能使电场强度值大为降低，从而介质恢复强度有很大提高。
优化后经现场试验验证，可提高分断电流能力至10A，试验所得10A电流时分断电路特性曲线如图6所示。
实验曲线与图2相对应，分断电流为10A时，在第2个电流半波时电路开断，燃弧时间是1.15ms。
可见，通过对灭弧室的优化设计，减少了燃弧时间，延长了辅助开关触点寿命。
本文忽略温度等影响因素，得出标准大气条件下空气中冷态介质恢复强度的计算方法，由于分闸时刻不同会导致燃弧时间不同，得到在燃弧时间小于3.8ms时分断电路会发生重击穿的结论。
为使分断电流能力由5A提高到10A，对灭弧室结构进行优化分析，得出优化静触头形状更利于电场强度分布的结论，通过试验很好地印证了优化分析的结果。
本文的不足之处在于，对于灭弧室的电磁仿真计算是二维的，不够精确，与实际情况存在一定的误差，需进一步改进仿真模型，以期对实际辅助开关结构设计有更好的指导。
王珂 (1983-），女，河南籍，硕士，助教，研究方向:电机与电器。