第五节 高压断路器的操动机构

（5）五连杆机构 O断路器在合闸位置时，滚轮 为固定轴，且 AB=AC=AO。C点在 由三根活动连杆和一根固定连 是四连杆机构的一种变形， 有两个拐臂和两个连杆。其特 1被锁 （6）连杆式脱扣机构 导轨内作直线运动， BC 是连杆，B端限 杆共组成， O1与O2 为固定轴销， A、 将C点改在绕 O2 摆动的摇杆端点 点是主动臂与从动臂间没有确定的 扣锁住，使断路器保持在合闸位置。 常用作变直机构。 O为固定轴销， 制在直线导轨里滑动。当滑块 C、 在导轨 1）折杆式脱扣机构 B为可动轴销，连杆 AB、AOl BO2 上，这时若摇杆 O2C摆动不大，则 C 运动特点，即主动臂转过某一角度 当操动机构接到分闸信号后，分闸 它没有从动臂，但有导向装置。 中运动时，推动 A点绕O旋转，这时 B向 点 点轨迹为近似直线， B 点的轨迹也变 时，从动臂转过的角度可大可小， 电磁铁通电，电磁力 F 推动锁扣 2 为能往复摆动或转动可动的连杆， 当臂 OA 绕O摇动时，轴销 B和滑块 2）锁钩式脱扣机构 作经过轴 O 的直线运动，而 BC 杆上除了 为近似直线，而 BC杆上除A点以外其 五连杆机构不能作传动机构，可在 顺时针方向转动。转出死区后，滚 O1O2 可视为一根固定连杆。其中连 在导轨中作直线滑动。 A、 B、C三点的其他任意点均作椭圆运 3）滚轮锁扣式脱扣机构 他点的运动变为近似椭圆。 操作中用来实现自由脱扣。 轮才能向顺时针方向转动，断路器 杆AOl、BO2常称为拐臂，简称为臂，
动，故称准确椭圆直线机构。 分闸。 连杆AB简称为杆。
在力矩M的作用下，使断路器分闸。
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
（三）缓冲装置
1.缓冲装置的作用
油缓冲器一 弹簧缓冲器 般用作分闸缓冲 多用作合闸缓冲 2.缓冲装置的类型 器，当高速运动 器，利用运动部 的部件撞击到缓 件撞击并压缩弹 油缓冲器 1－油缸； 冲器活塞上的撞 1－弹簧； 簧来吸收运动部 2－活塞； 杆后，使油流受 件的动能而产生 弹簧缓冲器 32 －导杆； －撞杆； 阻，对活塞底部 缓冲，其制动力 4 －返回弹簧 产生压力，阻碍 与弹簧的压缩行 气体缓冲器 3－底座； 多用于压缩空气断路器及SF6 断路器中， 5－端盖 活塞向下运动， 程成正比。 原理与油缓冲器类似 。 4－撞杆 形成对运动部件 橡皮缓冲器 一般用在缓冲能量不大的地方。在受到运动部件的 的缓冲。 撞击后，其动能消耗到压缩橡皮上，产生缓冲。
《发电厂变电站电气设备》 第六章 高压开关电器
（一）操动系统： 1、操动机构的作用
包括操动机构、传动机构、提升机构，缓冲装置 （ 1）合闸操作 和二次控制回路等几个部分。
有足够的合闸力，不仅在正常情况下能可靠关合断路 器，而且在关合有短路故障的线路时，操动机构也能克服 短路电动力的阻碍使断路器可靠合闸。 可靠地将断路器保持在合闸位置，不会由于电动力及 作的机械操动装置。其主要任务是将其他形式的能量转 （3）分闸操作 机械振动等原因引起触头分离。 换成机械能，使断路器准确地进行分、合闸操作。 不仅能根据需要接受自动或遥控指令使断路器快速电 （4）防跳跃和自由脱扣 动分闸，而且在紧急情况下可在操动机构上进行手动分闸， 要求分闸速度快，分闸时间短。 “跳跃”现象：是指断路器在关合有预伏短路故障的线路时， 操动机构的基本构成：操作能源系统、分闸与合闸控 分闸后能自动恢复到准备合闸的位置 （ 5）复位 继电保护装置会快速动作，指令操动机构立即自动分闸，这时若 制系统、传动系统及辅助装置四个部分。 合闸命令尚未解除，断路器会再次合闸于故障线路，如此反复会 （ 6）闭锁 造成断路器多次合分短路电流，使触头严重烧伤，甚至引起断路 例如：分、合闸位置闭锁；高、低气压（液压） 器爆炸事故。 闭锁；弹簧操动机构中合闸弹簧的位置闭锁 自由脱扣：是指操动机构在合闸过程中接到分闸命令时，机 构将不再执行合闸命令而立即分闸，这样就避免了跳跃。
6－输出轴；7—半轴；8—扣板；9—连板
第五节 高压断路器的操动机构
《发电厂变电站电气设备》 三、弹簧操动机构（CT20－1XP型） 第六章 高压开关电器
1. 结构和特点 2. 动作原理
（1）储能： 利用电动机对合闸弹簧储能，并由合闸掣子保持。 结构：合闸储能部分、传动部分、控制部分
l－凸轮；2－分闸弹簧；3－棘轮；4－棘轮轴；5－合闸弹簧； （2）合闸： 在断路器合闸操作时，利用合闸弹簧释放的能量操动 6 －储能保持掣子； 7－合闸掣子；8－合闸电磁铁；9－掣子； 特点： 断路器合闸，与此同时，对分闸弹簧储能，并由分闸掣子保持； 10－分闸电磁铁；11－铁心；12－分闸掣子；13—合闸保持掣子； 14、 181 －拐臂； 15－拐臂轴；16－棘爪；17－棘爪轴；18－拐臂 （ ）成套性强，性能稳定，运行可靠。 （3 ）分闸： 断路器分闸操作时，利用分闸弹簧释放的能量操动断 路器分闸。
（2）不需大功率的储能源，可手动储能。 （3）适用于各种场合。 （4）动作时间快，缩短合闸时间。
（5）结构复杂，机械工艺高，合闸冲击力大，要有 缓冲装置。
（a）合闸位置（合闸弹簧储能状态）；（b）分闸位置（合闸弹簧储能状态）； （c）合闸位置（合闸弹簧释放状态）
第五节 高压断路器的操动机构 四、液压操动机构
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
（二）传动系统
是操动机构的做功元件与动触头之间相互联系的纽 带，通过传递能量和改变运动方向使高压断路器完成分、 合闸的操作。
1.传动系统的作用和组成
传动系统的组成：主要由传动元件、提升机构、和传动 机构三部分组成。
吸收冲击力，减少撞击，避免零部件变形，改变速 度特性
第五节 高压断路器的操动机构
二、电磁操动机构（CDl7型）
《发电厂变电站电气设备》 第六章 高压开关电器
1.2. 结构和特点 动作原理
电磁操动机构由作功元件（电磁系统）、连板系统、 （a）分闸状态； 合闸维持、脱扣装置和缓冲系统等几部分组成。 （b）合闸过程； CDl7型电磁操动机构是专为ZN28－12型真空断路 （c）合闸到顶点位置； 器设计的操动机构。采用平面五连杆机构，半轴脱扣， （d）合闸状态； 具备自由脱扣功能，脱扣功率小。 （e）分闸过程； （f）自由脱扣状态 机构左侧装有辅助开关，右侧装有分闸电磁铁，机构下 部为合闸电磁铁。合闸电磁铁下部由铸铁座和调整缓冲 垫组成，座上装有合闸手柄供检修手动合闸用，橡胶调 整缓冲垫不仅可起铁心缓冲作用，并可用于调整铁心顶 杆与轮之间隙，以调整合闸速度。 1—顶杆；2—滚轮；3—环；4—支架；5—连杆；
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
2.传动系统的分类
（1）机械传动方式。
有杠杆、连杆机构、凸轮、齿轮等传动方式，其中以连 杆机构使用最广泛。
（2）压缩空气传动方式。用于高压空气断路器及气动机构
（3）液压传动方式。 用于液压操动机构中 （4）气压机械混合传动方式。
《发电厂变电站电气设备》 第六章 高液压机构：利用高压压缩气体（氮气）作为能源，液压油作 理，利用同一工作压力的高压 2.液压操动机构的工作原理 为传递能量的媒介，注入带有活塞的工作缸，推动活塞作功，使 油作用在活塞两侧的不同截面 上产生作用力差，从而使活塞 3.断路器进行合闸和分闸的机构。 液压操动机构的闭锁防护功能 运动来驱动断路器进行分合闸 主要结构：储能元件、控制元件、操动（执行）元件、辅助 （1）油泵超时运转闭锁功能。操作。 元件、电气元件。 一般在分闸侧常充有高压 优点：输出功率大，时延小、动作快，负载特性配合好，噪声 （2 ）防慢分闭锁功能。 油，而在合闸侧则由阀系统进 小，速度易调整，可靠性高，维修方便等。 行控制，只有在合闸操作及合 1 ）电气闭锁。 缺点：加工工艺要求高，如果制造或装配不良，容易渗漏油， 闸位置时才充入高压油，在分 速度特性易受环境温度的影响。 闸位置时与低压油箱连通。 2）慢分阀。 机械能是储存在储压筒 内，储压筒储存能量的方式： 3）机械法。 ①利用氮气来储存能量。 （3）油压低闭锁功能。 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
《发电厂变电站电气设备》 第六章 高压开关电器
4.CY型液压操动机构
5.集成化液压操动机构
1—工作缸； 2－活塞； 3－换向阀； 集成化液压操动机构是为满足断路器需要操动机构 6. 弹簧贮能液压机构 4－液泵组件； 提供较小操作功率而设计的，它不仅体积缩小，且实 5－液压泵； AHMA 弹簧贮能液压操动机构 6－油箱； 现了功能元件的模块化。 特点： 7－电动机； 1）氮气贮能改弹簧贮能；高压区集中，结构紧凑； 8－油位计； 1－盘形弹簧柱；2－固定皮革； 9－安全阀； 2）机械方法操作溢油阀；可靠的静密封减少环境污染； 3－高压部件；4－控制阀； 10－蓄能器； 3）机械位置指示清晰，工作活塞及弹簧贮能状态外部可观； 5－油泵；6－电动机； 11－高压氮气； 4）输出功率大，噪声小，维修方便； 7－压力释放螺栓； 12－油压开关； 8－耦合器；9－连接法兰； 13－油压表； 5）安装方法简单，维护工作量小。 l、4 、 6 、 8 、 9 、 11 、 2l 、 25 、 26 －管道； 2 －过滤油； 3 －油泵； 5、17－逆止阀； 10－外罩；11－油量表； 14－分闸线圈； 7机构主要由机构箱、储压筒、阀系统、工作缸、油泵、控制板等组成。 －储压筒；l0－管接头；12－一级控制阀；l3－工作缸；14－活塞； 15－一级启 15－合闸线圈； 12－断路器位置指示器； 动阀；16－泄油孔；18－二级启动阀；19－二级阀钢球；20 、 24－排油孔； 16 －分合指示器 13 －连接插座 22－分闸阀钢球；23－保持阀；27－合闸电磁铁；28－分闸电磁铁； 17－断路器 29－电触点压力表；30－微动开关；31－辅助开关；32－高压放油阀