开关弹簧操作机构
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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。
1.1.2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
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。同时凸轮板使限位开关33HB切断电动机回路。合闸弹簧储能过程结束。
来实现。图4介绍了机械防跳装置的原理,其动作过程如下: 1). 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。
2). 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).滚轮推动脱扣器的回转面,使其进一步逆时针转动。从而,脱扣器使脱扣杆顺时针转动(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).
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)实现防跳功能。
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4a状态,为下次合闸操作作好了准备。
1.3弹簧操作机构的组成
弹簧操作机构主要由箱体、二次控制部分、机构芯架组成。
图 6
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 mm
.00.30.100+-2拐臂滚子和机构凸轮之间间隙
1.4±0.33
合闸弹簧定位螺母与定位杆距离
12.0~47.0
断路器处于分闸状态合闸弹簧已储能。
见图8
合闸电磁铁行程C 5.0~5.5
触发器与脱扣器间隙D 2.0~2.5
4
C -D
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 2.8~3.2
触发器与脱扣器间隙G0.8~1.2 5
F-G 1.6~2.4断路器处于合闸状态。见图10
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 DC220DC 110
2分闸线圈电流A2 5.8
3合闸线圈电流A2 3.3
4电机电源电压V
DC110/220
AC220按订货合同
5电机功率W300
6电机转速r.p.m750
7电机电流A 5.5 2.7
电压V220
8
加热器
功率W100