开关弹簧操作机构
高压开关柜操作机构和操作电源
高压开关柜操作机构和操作电源（成都贝锐智能电气有限公司）1、开关柜分合闸的执行机构—电磁操作机构与弹簧操作机构电磁操作机构：早先的开关柜，普遍采用电磁操作机构进行分合闸操作，这种机构需要较大的合闸电流，动作速度低，结构笨重，耗材较多，现已逐渐淘汰。
弹簧操作机构：弹簧操作机构是利用储存在弹簧中的能量完成分合闸的过程，弹簧的储能由储能电机完成。
弹簧操作机构的优点是：需要的分合闸电流小，即可远方电动合、分闸，电机储能，也可就地手动合、分闸和电机储能。
对于弹簧操作机构，大多数的储能电机功率在100W~300W之间，分合闸线圈的功率在200W~400W之间。
2、直流操作电源-直流屏直流屏的原理框图如下：直流屏采用2V规格的电池，串成220V，需要110只，但2V规格的电池，其电压一般都高于2V，在2.2V甚至更高，所以电池组正负两端的电压会达到或超过240V。
直流屏的输出有二路，一路240V（左右），一路220V。
240V输出直接来自于电池组的正负两端。
这样高的电压，如果直接提供给开关柜的其他直流负载，如微机保护装置等，会使其无法承受，因此需要用降压硅链降压到220V，这一路输出就是控制母线电压（KM）。
而早先的电磁操作机构，刚好需要比较大的驱动电流，也能承受较高的直流电压，因此就把电池组两端的电压直接输出供分合闸使用，这一路输出就是合母电压（HM）。
3、分布式直流电源作为开关柜操作电源的使用分布式直流电源具有体积小，造价低，方便使用的特点，其连续功率在100W~200W之间，短时功率（供储能电机）在350W左右（20S），短时功率（供分合闸线圈）能达到600W~100W之间，能完全满足1~2面弹簧操作机构的开关柜使用。
考虑到弹簧操作机构的分合闸线圈功率并不大，对于分布式直流电源，只安排一路输出，电压为220V，不在区分控母输出和合母输出。
4、早先采用两路电源的设计，现改用分布式单路电源时，设计图子的调整方法使用弹簧操作机构的断路器，已无需再分控母（HM）与合母（HM），只需将分布式电源的直流输出直接连接到原来的合母与控母线端即可。
CT19BW型弹簧操作机构
CT19BW型弹簧操作机构
概述：
CT19BW(N)型弹簧操作机构是在元CT19型弹簧操作机构的基础上，针对35kV真空断路器进行加强、改进和完善的，其机械强度、稳定性及可靠都有较大的提高。
CT19BW型可供操动各种户外柱上式35KV真空开关柜(ZW7)，其性能符合GB1984《交流高压真空断路器》和本产品《技术条件》的要求，各项指标均达到和超过“IEC”标准。
机构合闸弹簧的储能方式有电动机储能和手动储能两种；分闸操作有分闸电磁铁、过电流脱口电磁铁及手动按钮操作三种；合闸操作有合闸电磁铁及手动按钮操作两种。
4、脱扣的组合及代号：110、100、111、114、1114、400
安装位置示意图：。
断路器液压弹簧机构结构原理及检修工艺
1、工作缸缸体 2、合闸侧套 3、合闸缓冲套 4、活塞杆 5、组合密封圈 6、分闸缓冲套 7、分闸侧套
1 2 3 4 5 67
工作原理
功能
油泵电机打压，油泵将低压油箱的油打压至储能缸，储能缸活塞向下运动压缩碟形弹簧 进行储能。碟形弹簧的力特性平滑，使得操动机构拥有更优的操作特性，碟形弹簧与行 程限位开关相连并受其控制，限位开关可以发出机构的补压、闭锁、报警等信号。完整 的操作循环为：O-CO-CO，CO-CO，O-CO，CO和O。
图1：机芯结构组成
图2：扩展型机芯
1.辅助开关连接结构 2.连接支架 3.辅助开关 4.携动件 5.耦合件
1.充压模块 2.储能模块 3．工作模块 4.控制模块 5.监测模块 6.充油接头 7.油标 8.泄压手柄 9.底板（5型） 10.底板（2型） 11.防凝加热器 12.塑料外壳 13.连接盖 14.运输端盖 15.开关位置指示
手动泄压杆
碟簧储能状 态指示器 自动安全压 力泄压装置 碟簧行程开关
高压泄压阀
控制模块
控制模块是一个两级阀控制系统， 由分/合电磁阀和主换向阀组成。
通过控制工作缸合闸侧的压力来决 定操作机构的分合闸。控制模块内置 分、合闸调速截流阀来控制操动机构 的速度。内置测压接头用于出厂的压 力监测。
合闸电磁阀
当油泵打压, 储能缸压缩碟簧 时支板恢复垂直状态不再卡住 活塞导向块，机构可正常操作。
工作模块
工作模块是液压机构的主体部分，主要由工作缸和活塞 杆构成，通过活塞杆的往复动作带动断路器分、合闸。
工作缸是操动机构的核心组件, 工作缸体由高强度航空 用铝合金制造, 通过硬质阳极氧化及衍磨提高其耐磨性, 工作缸提供与其它模块的连接界面, 是整个机构的基础.
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。
开关弹簧操作机构检修及常规缺陷处理
开关弹簧操作机构检修及常规缺陷处理摘要：本文对电力检修实际中常见的开关弹簧机构检修进行了探讨，分析了此类型开关几类常见故障原因，并提出了改进措施。
关键词：弹簧机构开关故障处理1 引言随着电力系统的不断发展，复杂程度与可靠要求均在不断提升，断路器电路大电流通断控制的主要设备，其可靠性在电力系统中具有重要意义。
弹簧操作机构具有内部构成简单、维护工作量小、安全可靠性高等特点，被广泛用于220kV 及以下电压等级范围内的高压断路器等电网设备。
在实际生产中出现弹簧机构频繁发生原件毁坏不能正常工作、拒动故障、接触不良等现象，对断路器的正常工作产生重大影响。
本文对弹簧操作机构常出现的几种故障进行了列举，并对如何进行检修和如何解决该故障缺陷的提出合理的建议。
2 弹簧操作机构检修方法及注意事项2.1 设备状态检修概述设备状态检修的内容就是利用先进的诊断技术对设备进行状态监测并及时的提供设备状态信息，并根据该诊断信息来判断设备是否异常从而达到预知设备是否出现故障，进而能够在故障发生前进行检修。
随着科技的发展，设备监测数据越来越准确，从而提高了设备故障的准确性，大大提高了预测故障发生率，降低了设备故障的产生。
这种设备状态检修在电网中受到强烈的欢迎和推广应用。
2.2 弹簧操作机构的检修方法对弹簧操作机构进行检修时：①要观察外部结构，在观察过程中，如果无专业人员在现场，不得让人碰触机构内部的接触器的触点并且不能对弹簧操作机构进行储能操作。
通过观察来尝试确定设备出现故障的位置，若弹簧机构外部无明显异常，有可能是其机构内部发生故障，有可能是弹簧操作机构内部生锈腐蚀卡涩或分闸缓冲器漏油等故障，这是可通过近距离的仔细观察机构外部异常运行现象然后进行深入分析从而确定该机构内部的故障发生的位置；②通过对机构外部的气味进行判断，若周围有烧糊的气味，可能是保护插件或者断路器分（合）闸线圈等内部烧坏，在明确原因后，可进一步的对元器件进行检查时以确定故障发生的位置；若通过以上方法仍没有确定故障位置，可以对断路器的分合闸做试验，观察该弹簧机构分别在分合闸的状态下的运行情况，可以快速的判断是否是断路器出现合后即分的故障缺陷；③除通过对外部机构直接判断外，也可以使用万用表测量来快速的找出故障的发生原因。
BLG1002A弹簧操作机构 电网内部
BLG 1002A 型操作机构
辅助开关 储能电机 端子排 辅助继电器 12对接点 (1 或 2)
手动储能手柄
电机、加热器回路的空气开关 二次导线 2.5 mm2 箱体: 铝合金 喷塑 防护等级 IP55
资料
BLG 1002A 型操作机构
门控照明灯
●
●
分 合 闸 指 示 灯
合闸掣
BLG 1002A 型操作机构
合闸凸轮盘
分闸拐臂和 分闸缓冲器
传动主轮
BLG 1002A 型操作机构－－机械联锁
机械联锁取决于断路器的位置和合闸弹簧 托盘的位置，故合闸只可能在下列情况下进行： 断路器处于分闸位置
合闸弹簧已完全储能
在运行中下列操作是不可能进行的: 断路器已处于合闸位置，还要进行合闸操作
在分闸操作期间进行合闸操作合闸弹簧未完全储能
分 合 闸 开 关
操 作 计 数 器
储 能 指 示
远 方 ／ 就 地 选 择 开 关
手 动 机 械 分 闸
BLG 1002A 型操作机构
机构装配
BLG 1002A 型操作机构
电机驱动单元
传动链条
B型操作机构
合闸缓冲器
分闸缓冲器
分闸掣子
子
断路器弹簧操作机构
浅谈断路器弹簧操作机构【摘要】本文主要论述了vg1型断路器弹簧操作机构的构成和动作原理，并介绍了弹簧机构在生产和维护中的注意事项以及事故分析与处理方法，可供设计人员和调试、维护人员参考。
【关键词】弹簧操作机构动作原理维护故障分析处理方法断路器由本体和操作机构组成，操作机构是用来使断路器合闸、并使断路器保持在合闸状态且能迅速使断路器分闸的装置，它对断路器的输出特性有着至关重要的影响。
它由储能单元、合闸单元及分闸单元等构成。
1 弹簧机构的特点与结构按合闸所用能源的不同，操作机构可划分为电磁机构、弹簧机构、液压机构和气动机构。
目前35kv及以下断路器主要使用的是弹簧机构。
弹簧操动机构是利用储能的弹簧为动力使开关实现合闸动作。
它可采用人力或小功率交、直流电机来驱动，因而合闸功基本不受外界因素〔如电源电压、气源气压、液压源液压〕的影响，既能够获得较高的合闸速度，又能够实现快速自动重复合闸操作；另外，与电磁操动机构相比，弹簧操动机构成本低，价格便宜，是真空断路器中最常用的一种操动机构，其生产厂家也比较多[1]。
2 弹簧机构的组成弹簧机构尽管种类较多，但一般有由储能单元，合闸单元，分闸单元，本体组成，下面以vbi弹簧机构为例[2]，说明如下，见图1：2.1 储能单元储能机构单元位于左侧板和中间隔板之间，为一级齿轮减速机构。
储能既可由储能电动机自动进行，也可用往复摇动储能的手柄进行手动储能，储能状态指示器显示当前的储能情况。
作为自动重合闸顺序的先决条件，操作机构在一次合闸操作后，由储能电动机进行再储能。
2.2 合闸单元合闸单元也位于左侧板和中间隔板之间，主要包括合闸电磁铁、合闸半轴、合闸挚子轴、凸轮等，见图3。
合闸动作原理：当按下手动合闸弯板8或起动合闸电磁铁9，合闸半轴1逆时针转动，合闸挚子6解锁，脱扣机构释放预先已储能的弹簧能量，通过凸轮4撞击主轴拐臂滚轮，直接驱动主轴转动，并通过大连板带动绝缘拉杆，真空灭弧室内的动触头由绝缘拉杆带动向上运动，直到触头接触为止，同时触头弹簧被压紧，以保证主触头有适当的接触压力，在合闸过程中分弹簧也同时被拉伸储能[3]。
断路器弹簧操作机构原理
断路器弹簧操作机构原理
断路器弹簧操作机构是在断路器中使用的一种开启和关闭电路的装置，它的原理是通过弹簧的弹性能量，实现对开关的控制。
具体原理如下：
1.弹簧存储能量：断路器弹簧操作机构中的弹簧会被预先压缩，使其具有弹性能量。
2.启动机构：在需要关闭或打开断路器时，先通过启动机构切
断或连接控制电路。
3.释放弹簧能量：启动机构释放时，弹簧的弹性能量会驱动机
构的运动，进而打开或关闭断路器。
4.机械连接：弹簧操作机构与断路器的机械连接，使弹簧的运
动能够直接影响断路器的状态。
5.装置复位：当要复位断路器时，通常需要使用手动装置将压
缩的弹簧重新装入操作机构中，准备下一次操作。
断路器弹簧操作机构的原理充分利用了弹簧的弹性能量，通过合理的机械连接和启动机构来实现对断路器的操作。
这种机构具有结构简单、可靠性高、操作力小等优点，在电力系统中得到广泛应用。
弹簧操作机构常见故障现象原因及预防讲义
BLG1002A机构
造成BLG1002机构出现机械闭锁的原因：
我公司生产的断路器所配的BLG1002A型操作机构机构,在设 计上加装了械闭锁装置。其主要目的是防止断路器误操作：
1.如果断路器已处于合闸位置，还要进行强制合闸（将电压 直接施加在线圈上或直接用螺丝刀挑动合闸挚子）将造成开关 空合，弹簧的能量全部释放在机构内部元件上，会造成机构相 关元件严重损坏；并出现机械闭锁。
成线圈长期带电而烧毁；
4. 挚子如装配不好，出现卡涩，挚子不动作，线圈长期带电而烧毁。 5. 电源电压不通过辅助接点而直接加在线圈上 ,造成动作电源不随开关动作
而断开，继续保持进而烧毁线圈。
© CNTHB hao wang- 2020/11/4 P12
BLG1002A机构
BLG1002A机构分合闸线圈烧毁的处理： 1.更换烧毁的分合闸挚子 2.更换完毕，测试分合闸线圈的动作电压 BLG1002A机构分合闸线圈烧毁的预防： 1.做低电压测试时，测量电压只能是脉冲电压,严禁在线圈上加稳
© CNTHB hao wang- 2020/11/4 P5
BLG1002A机构
造成BLG1002机构出现机械闭锁的原因(续）：
3. 如将电源跨过辅助接点直接施加在线圈上，则线圈此时仍然带 电，从而合闸挚子(脱扣器)不能复位，合闸拐臂则有可能因在 继续储能带动或惯性作用（视开关出厂时弹簧的调整情况） 下再次越过合闸挚子而不能保持。此时弹簧继续或再次储能 时，则合闸拐臂在弹簧能量的带动下继续向前转动，进行开 关慢合动作。但此时机械闭锁杆尚未抬起，从而造成机械闭 锁。
2.如合闸弹簧未完全储能进行强制合闸（将电压直接施加在线圈 上） ，将造成开关因能量不足，机械闭锁杆未抬起，开关不能 完全合闸即出现机械闭锁。
弹簧操作机构的基本动作原理
弹簧操作机构的基本动作原理合闸弹簧和跳闸弹簧是独立的，储能机构一般只给合闸弹簧储能，而跳闸弹簧一般是靠断路器合闸动作储能.在合闸回路中串联有开关储能接点，也就是说开关未储能就不能进行合闸。
但分闸回路中没有串联有开关未储能接点。
所以就算开关未储能，也可以跳开。
（注意：这里的开关未储能指的是合闸弹簧未储能，而分闸弹簧未储能是没有接点出来的）。
在断路器断开时，分闸弹簧是还没储能的，而合闸弹簧已储能。
合闸时，合闸弹簧释放能量，合闸同时给分闸弹簧储能。
以确保开关在合上的时候能跳开。
合闸弹簧释放完能量时（开关刚合上），电机开始给合闸弹簧储能，这个大概需要十秒钟，此时就算合于故障，因为分闸弹簧已储能，所以能跳开。
这也说明在手合于故障时，开关能马上跳开，但这种跳开之后不能马上再次重合（需要区别于重合闸），因为合闸还没储能，要等储能结束后才能再次送电。
而如果是开关本来是合上的，此时开关的合闸弹簧和分闸弹簧都已储能。
有故障时，分闸弹簧释放能量分闸。
再过1秒左右，（由于合闸弹簧已储能）合闸弹簧释放能量进行合闸。
而在合闸结束的时候，分闸弹簧已储能结束，但合闸弹簧还没有储能好。
如果这次合闸于故障，由于分闸弹簧以储能结束，所以开关能马上跳开。
但跳开之后就不能再次马上合上了，需要等到合闸弹簧储能结束以后才行（一般开关需要30秒后才行，但我们实际情况就要等事故处理完毕后，才能重新再次试合）ZN63—12(VS1)型户内交流真空断路器,是三相交流50HZ 、额定电压为12 kV的户内高压配电装置. 可作接通线路,切断故障电流和保护功能.尤其适合于频繁操作,如投、切电容器组、控制电炉变压器和高压电机等,也可作为联络使用.VS1真空断路器的详细说明1、概述: ZN63—12(VS1)型户内交流真空断路器,是三相交流50HZ 、额定电压为12 kV的户内高压配电装置. 可作接通线路,切断故障电流和保护功能.尤其适合于频繁操作,如投、切电容器组、控制电炉变压器和高压电机等,也可作为联络使用.2、结构特点: 断路器主体部分设置在由环氧树脂采用APG工艺浇注而成的绝缘桶内,这种结构能有效防止外力冲击,因环境污秽等外部因素对真空灭弧室的影响. 断路器配用ZMD1410系列中封式陶瓷或玻璃真空灭弧室,其铜铬触头具有环状纵磁场触头结构,开断能力强,截流水平低,电寿命长. 真空灭弧室置与绝缘捅内,使断路器具有免维护,无污染,无爆炸危险,噪音低, 绝缘水平高. 操动机构为弹簧储能操作机构,机构箱内装有合闸单元,前方面板上设有分、合按钮,手储能操作孔、弹簧储能状态指示牌等.机构与本体前后布置成一体,传动效率高,操作性能好,适用于频繁操作,可装于移开式或固定式开关柜. 3、工作原理: 断路器合闸所需能量由弹簧储能机构供给, 储能机构可以由外部电源驱动电机完成,也可以由手动储能把手储能. 储能完成后, 储能指示牌显示“已储能”.同时, 储能切换开关切断储能电机电源, 断路器处于待合闸状态. 在合闸操作中,不论用手按下“合闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作,均可使断路器合闸. 合闸动作完成后, 储能指示牌、储能切换开关复位, 电机电源接通. 电机再次储能. 合闸指示牌显示“合”.辅助开关接点转换. 在分闸操作中, 不论用手按下“分闸”按钮或远方操作使合闸电磁铁动作, 均可使断路器分闸, 分闸动作完成后, 分闸指示牌显示“合”.辅助开关接点转换. 同时在分闸操作中,计数器自动进一位,可从面板观察窗看到相应的数字. 4、防误连锁: 合闸操作完成后,在断路器未分闸时, 断路器将不能再次合闸. 断路器合闸操作完成后,如合闸信号未及时去掉, 断路器内部防跳控制回路,将切断合闸回路防止多次重合闸.手车断路器在未到实验位置或工作位置时,断路器不能合闸.如果选用闭锁断路器,在二次控制电路未接同情况下, 闭锁电磁铁将防止手动合闸. 5、断路器符合的标准: 断路器符合GB1984-2003《户内交流高压断路器》,IEC62271的相关要求.1998年涌过了原国家机械部、电力工业部鉴定. 6、断路器特点: 该真空断路器运行性能稳定、开断电流大、设计合理、二次接线方便,很适合我国电网运行.。
断路器弹簧操作机构动作过程及问题处理优选稿
断路器弹簧操作机构动作过程及问题处理集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）断路器弹簧操作机构动作过程及问题处理断路器的操作机构有：机架、棘轮、凸轮、棘爪分装和挚止、拐臂、主拐臂、拉杆、分闸电磁铁、分闸锁闩、分闸挚止、合闸电磁铁、合闸锁闩、合闸挚止、保持挚止、防跳装置、缓冲器等。
其核心部件是弹簧。
从分闸未储能到分闸储能的过程。
电机带动减速器，从而达到减速的效果，间接带动棘爪分装和挚止，再带动棘轮和凸轮转动。
因为棘轮和凸轮、拉杆是一体的，所以它们在转动中，回带动拉杆逆时针转动，从而拉动储能弹簧。
合闸锁闩一直顶住挚止，分闸挚止顶住棘轮内部的圆环，棘轮内环成了分闸挚止的轨迹。
当分闸挚止顶入棘轮内环凹进去的部分，弹簧和合闸锁闩会将分闸挚止顶到棘轮内环凹进去的部分限位轴，使储能过程结束。
分闸未储能状态分闸储能状态从分闸已储能状态到合闸未储能状态的过程。
合闸电磁铁带电，吸合铁心，从而拉动合闸锁闩。
合闸锁闩撤掉给分闸挚止的作用力，弹簧就会将分闸挚止拉开。
限位轴将会失去挚止给它的支持力。
限位轴是棘轮的一部分，因此棘轮也失去一个支持力。
此时，棘轮只剩下弹簧给它的拉力。
因此，弹簧会将棘轮往下拉，使棘轮逆时针转动。
凸轮与棘轮同轴连接。
因此，凸轮也跟着转动。
进过一定行程后，凸轮会打到主拐臂，给主拐臂一个冲击力。
由于杠杆作用，主拐臂靠近棘轮的一端将向棘轮外运动，最终甩到合闸挚止；主拐臂靠近开关连接杆测的部分将靠连接杆测运动，最终推动机构连杆，使开关合闸。
主拐臂靠近棘轮的一端成为了合闸挚止的轨道。
最终合闸挚止通过保持挚止、分闸锁闩支撑，将主拐臂给顶住。
因为拐臂与主拐臂同轴连接，所以在凸轮会打到主拐臂时，拐臂会随着凸轮给主拐臂的冲击力向分闸弹簧方向运动，从而给分闸弹簧储能。
最终，依然是通过合闸挚止将主拐臂顶住，再将拐臂顶住。
分闸已储能状态合闸未储能状态（分闸弹簧已储能）从合闸未储能状态到合闸已储能状态的过程。
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.。
35kV断路器弹簧操作机构常见故障原因分析及处理
35kV断路器弹簧操作机构常见故障原因分析及处理摘要：在生产运行中，由于检修维护工作不到位，出现了一些故障，如：机构各部件油泥过多，造成分闸半轴不能正常复位，储能弹簧螺栓自备锁母松动或弹性不足造成合闸拒动，行程开关接点粘连、烧毁等。
这些故障甚至影响到了设备的安全稳定运行。
关键词：35kV；断路器；弹簧操作；故障；对策；分析引言：断路器在系统中起接通和切断电路的作用，由于操作频繁，因此经常出现一些故障。
弹簧操作机构故障是造成断路器故障的主要因素，因此，降低弹簧操作机构故障率可提高断路器运行可靠性，缩短线路停电时间。
1.弹簧操作机构故障概述为了确认造成弹簧操作机构故障的主要原因，对发生过此类故障的断路器进行机械特性试验和机构分解检查。
经查，此类故障集中发生在ZN12-10/630型号的户内高压断路器上。
将故障原因按性质分为5大类11个因素，并进行逐个分析，分析方法及操作过程如下。
1.1操作机构延时分闸分闸线圈电磁力小、传动部件摩擦力大、铁芯空程不够都可能造成断路器操作机构延时分闸。
各因素的测试标准为：分闸线圈电磁力应保证分闸迅速、无延迟，分闸声清脆；传动轴销润滑良好，活动灵活；分闸铁芯运行空程符合（20±3）mm，且运动灵活，与铜套之间无卡涩。
在分闸时间试验中，加入80%的额定电压，出现延时动作的次数约占总试验次数的20%，断路器的实际分闸时间为3.1s左右，明显超出标准值65 ms。
在试验中发现，分闸线圈动铁芯虽动作，但不能立即撞开脱扣件进行“清脆分闸”，而是动铁芯吸附一段时间后才解脱分闸半轴进行分闸。
由此确认，分闸线圈电磁力小是要因。
试验中，实测分闸铁芯运行空程全部符合标准（20±3）mm，且铁芯运动灵活，与铜套之间无卡涩，因此铁芯空程小为非要因。
机构解体检查中发现，整个分闸过程，分闸弹簧从作用于主轴至传动到开关导电杆共需经过5个轴销传动，经检查，各轴销润滑良好，活动灵活，因此传动部件摩擦力大为非要因。
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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 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。
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。
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
）弹簧机构的技术参数
1.4.1机构的参数见表2
表2
控制回路与辅助回路参数表 3
1.4.3 SF6气体压力参数
SF6气体压力参数随所配的产品，表4以LW25-126为例
表 4 （20℃）
配弹簧机构的断路器在运行中的故障处理见表5
表5
）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。
图7
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。
1.6.5 合闸弹簧手动储能的方法
当电机回路失去电源时，合闸弹簧可手动储能其方法见图12
将套杆12－1和套板手12－3插入棘爪轴的六角头内，顺时针方向旋
承；
12－11拐臂； 12-12合闸弹簧储能示意。