断路器弹簧操作机构
断路器弹簧机构储能故障分析
断路器弹簧机构储能故障分析随着社会的发展，科学技术的发展也有了很大的创新。
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般3kV断路器主要品种有：塑壳断路器、塑料外壳式断路器、漏电断路器、小型断路器、高分段小型断路器、高分段小型漏电断路器、小型漏电断路器、照明配电箱、双电源自动切换装置、智能型万能式断路器。
标签：断路器;弹簧机构;储能故障分析引言断路器对电力系统的稳定和安全运行有非常重要的作用，它主要实现对故障线路进行带负荷切除，把故障点电弧消除隔离开来，文章阐述断路器的故障类型及产生原因，重点介绍了断路器拒动和误动等本体上的故障。
最后对其弹簧储能机构存在的回路故障进行总结，同时提出相关的改进措施与方案。
1某市供电局断路器弊端简述现阶段，某市局所辖站内110kV及以下电压等级断路器多采用弹簧操作机构。
该机构通过储能弹簧的伸缩存储并提供断路器分合闸操作所需能量，而不是直接来源于电磁力，相对于传统的电磁操作机构，分合闸电流小，对电源容量的要求低，动作速度快，但也存在结构相对复杂，故障几率相对较高的缺点。
在运行过程中，线圈烧毁的事故时有发生，轻则将导致不必要的停电检修，影响正常用电。
重则导致当系统发生短路故障时，保护跳闸不能正常动作，造成越级跳闸，扩大停电范围，造成严重的经济损失。
2分合闸线圈工作原理分合闸线圈主要是电磁当储能以动作于控制回路上，控制回路通上220V直流电时，线圈两边有电流通过，由于电磁感应原理，套在铁芯上的空心线圈产生很强的磁场，吸引吸盘快速向上撞击，使得弹簧储存的能量释放，断路器完成分合闸动作。
完成分合闸动作后，线圈两端失电，又恢复至原来的位置。
3常见故障原因分析在分合闸过程中，线圈的作用在于打开储能弹簧的闭锁，其额定工作电流很小。
断路器完成分合闸是一个瞬间的动作，即在断路器动作过程中，线圈两端带电时间很短，因此线圈是按照短时通过小电流的标准设计的。
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。
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.
机构HMB介绍
• 储能不受温度影响
• 最新设计的密封系统
• 内置液压阻尼系统
• 噪音低 • 反作用力低，操作可靠性
达到最大 • 免维护，只需简单的检查
• 操作特性不变
• 现代制造技术
• 对所有液压功能的持续 自我监视
• 现代传感器技术并具有 监视功能
• 根据ＩＥＣ进行完整的元件 试验和检查
• 断路器使用年限的增加
• 把断路器操作机构与新的 控制和维护概念相结合．
ＨＭＢ型液压弹簧操作机构是根据１９８６ 年设计定型的ＡＨＭＡ机构优化改进而成， 采用现代制造技术和模块化装配技术． 它结合了金属弹簧机械储能与液压力 传送和能量转换的优点．
• 气体绝缘开关设备 （ＧＩＳ）
• 落地罐式断路器 （ＤＴＢ） • 发电机出口断路器 （ＧＣＢ）
活塞的差动面积来保持．
机构的任何操作都会释放碟簧柱的能量． 碟簧柱的这种释放由限位开关来感应 并启动液压泵．这样能对高压油缸进行 补充，当完全储能时，泵马达会停止．
液压功能： 机构释放，分闸位置
－６－
高压 低压
液压功能： 机构在合闸位置
设计
与ＡＨＭＡ－４／－８型机构的设计把所有液压 元件和功能结合在主圆筒上不同，ＨＭＢ －４／－８型机构采用模块化设计，即五个 主要功能块通过螺丝结合到一个中心 件上去．这些功能块是：
－３－
优点
ＨＭＢ－４型和ＨＭＢ－８型液压弹簧 操作机构的主要优点是：
设计： 质量特点：
• 作为独立的操作机构具有 紧凑和模块化的设计
• 重量轻 • 能方便地装配到设备本体上 • 零部件数量少，使用经过充分
验证的部件和元件
• 小巧密封的油缸足够整个 运行年限的使用
断路器弹簧机构原理
断路器弹簧机构原理
断路器弹簧机构是用于断开或关闭电路的设备。
它由操作机构和弹簧机构两部分组成。
操作机构通常包括手柄、旋钮或拉杆等。
当手柄位于闭合位置时，断路器处于闭合状态，电流可以流通过断路器。
当手柄被拉向断开位置时，断路器被打开，电路中的电流被切断。
弹簧机构则负责为操作机构提供闭合力和断开力。
当手柄从闭合位置拉向断开位置时，弹簧机构开始储存能量，直到手柄到达断开位置。
这时，弹簧机构释放储存的能量，以一定的速度将手柄拉向闭合位置。
这样，断路器能够迅速闭合，以防止电路中的电流冲击和过载。
断路器弹簧机构的运行依赖于机械原理。
弹簧被拉伸时储存能量，通过释放能量实现快速闭合。
同时，合适的设计保证了弹簧能够提供足够的闭合力和断开力，以满足安全要求。
总之，断路器弹簧机构通过操作机构控制闭合和断开状态，并借助弹簧机构提供闭合力和断开力，以确保电路的安全运行。
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。
弹簧操作机构常见故障现象原因及预防讲义
满能的情况下合闸造成的。 此时将机构恢复正常分闸位置（即进行手动释放能量恢复
至分闸位置）即可正常投运。
© CNTHB hao wang- 2020/11/4 P29
BLK222机构
BLK222机构半分半合的处理： 1. 将机构手动释能底板打开，手动/电动转换开关Y7的小钮弹 开，机构处于手动储能状态。
© CNTHB hao wang- 2020/11/4 P23
BLK222机构
BLK222机构半分半合
现象：1.开关分合闸指示牌在半分半合位置； 2.机构合闸拐臂头处于如下图红线范围内；且分闸拐臂头未被分闸挚
子的滚轴保持住
合闸拐臂头
分闸拐臂头
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BLG1002A机构
BLG1002A弹簧操作机构--机械闭锁（半分半合）
现象：1.闭锁盘与机械闭锁杆相互顶死（如图片1） 2.合闸拐臂处在合闸挚子滚轴下方（如图片2）
© CNTHB hao wang- 2020/11/4 P3
图片1
图片2
分闸线圈
合闸线圈
BLG1002A机构
BLG1002A机构分合闸线圈烧毁原因： 1. 在做低电压测试时，连续给线圈加压直到挚子动作，容易造成
线圈长期带电出现烧灼迹象或烧毁； 2. 在做传动或测试试验时，因设备原因或回路有虚接现象，造成
关于断路器弹簧机构储能故障的分析和处理
关于断路器弹簧机构储能故障的分析和处理发布时间：2022-07-13T08:11:31.214Z 来源：《福光技术》2022年15期作者：陆渊[导读] 作为最常见的高压断路器之一，弹簧机构是其最重要的产品之一。
云南电网公司文山供电局云南省文山市 663000摘要：作为最常见的高压断路器之一，弹簧机构是其最重要的产品之一。
了解该机构的原理以及如何处理该机构的一些常见故障是非常重要的。
通过对两起故障的分析，总结了该机构的两种储能故障，为今后的维护工作提供了参考。
关键词：断路器；弹簧机构储能故障；分析和处理引言断路器的工作方式包括储能、闭关分离，只有储能才能闭关，因此储能机构对断路器起着重要作用。
断路器的储能机构通常包括:电动机、齿轮减速装置、储能架(弹簧)、闭锁装置(闭锁装置)和微运动开关等。
发动机提供动力，通过齿轮减速装置降低转速，增加扭矩，拉伸、压缩或旋转储能架(弹簧)，储能机构快速移动到停止位置，微运动开关移动，电机电流切断，机构如果电源存储机制出现故障，将严重影响断路器的关闭性能。
一、机构原理在断路器中，工作机构是一个非常重要的工作元件，弹簧只是其中的一个元件。
弹簧操作机构是指通过弹簧能量存储分离断路器触点；弹簧操作机构的储能基本原理是:操作实施后，关闭弹簧的储能能力极限开关在开关触点闭合时触发，储能接触器启动，同时电机电路连接至r运行机构的主要组成包括弹簧储能、储能、闭包、部分闭包，整个过程的核心是弹簧、弹簧储能调节开关释放能量，并促进旋转部分的运行，进行部分闭包；分离弹簧预热长度设置为分离速度在标准范围内，以确保断路器安全可靠地工作。
二、一起断路器储能故障的分析及处理实地情况在设备例行试验中发现变电站220 kV母线连接断路器关闭后工作正常，但弹簧机构不能完成电气储能。
断开储能电机的电源后，储能手柄可实现手动储能。
棒材扭矩断路器采用lw58-252 ( w ) / t400-50三极瓷套筒支撑结构，采用SSC t 33型弹簧操作机构、三极机械联接，2017年10月出厂，2018年4月安装调试后投入使用。
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。
弹簧操作机构高压断路器与重合闸配合问题的浅析
未储能闭锁重合闸与断路 器 Ｓ６ Ｆ 压力低 闭锁重合闸两种设计方案进行详细分析 ， 出了断路器在发生某些异常 ， 指 根 据 分析 ， 用 中的两种 方案 均不 完整 ， 运 故提 出了三 方面解 决方 法。 关键词 ： 重合 闸 ； 置继 电器 ； 位 弹簧操 作机 构
中图分 类 号 ： Ｍ ６ Ｔ ５ 文献标 识码 ： Ｂ
Ｌ ｉ ｎ —ｈ ｎ Ｗ ＮＧ Ｒ ｎ ／Ｊａ ｇ ｃ ｅ ｇ ， Ａ ｏ ｇ
（ ｕ ｉｎＰｗ ｒ ｕｐｙＣ ｍｐｎ ，ｕ ｉ ２ ８ ０ Ｃ ｉａ Ｓｑａ ｏ ｅ ｐｌ ｏ ａｙ Ｓ ｑａ ２ ３ ０ ，ｈｎ ） Ｓ ｎ
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Ｔ７ 、
ＴＷ ｌ Ｊ ｃ
Ｄ ： Ｌ 断路器辅助接点 Ｈ ： 闸线圈 Ｃ合
不通（ Ｓ６ 如 Ｆ 力低闭锁操作或合闸弹簧未储 能等 ） 则 ， 聊 不动作 ； 而此时 １ Ｗ 、Ｈ 也不动作 ， Ｈ Ｊ２ ＷＪ 保护装置 报第一 、 二组控制 回路断线信号。因此， 在保障断路器 在合闸状态 ， 其中一组分 闸回路不通 时仍可 以实现重
—
－
Ｂｌ ： ｌ密度控制器 （２ Ｐ 闭锁） Ｋ ４ － ４ 、Ｋ ３ － ３ ：Ｆ闭锁继电器 ０（ ＫＩ ） ０ （ＫＩ） Ｓ ｔ
图２ “ 压力接点” Ｓ ６闭锁继 电器 常开接点 取 Ｆ
－４ 簧 能 机 ｓ： 储 电 ０弹
限位 开关
断路器操作机构
5.电磁操作机构
靠电磁力合闸的操作机构为电动操作机构。 优点：结构简单，工作可靠，制造成本低。 缺点：合闸线圈消耗的功率太大，机构结 构笨重，合闸时间较长。 合闸电流约为100A左右，合闸保险按1/31/4选取。 合闸过程使分闸弹簧储能。
3.1 CY4液压操作机构原理
CY4液压操作机构原理图
HQ 逆止阀 二级阀 TQ 主阀系统
氮 气
高压释 放阀
至开关传 动机构
储压 合闸 分闸
压力表
7YLJ 2YLJ 3YLJ、4YLJ 5YLJ
油泵
6YLJ
3.2 CY4液压操作机构油泵电机启动 回路
液压机构油泵电机启动回路 C B A
7YLJ
1YLJ
2YLJ
6YLJ
3YJJ
DC
C RJ
C
QA N0 DC
C RJ
C
C
3.3液压机构预充压力的判断
扳动高压释放阀泄压，当压力表达到某一 值P1时突然降到0，然后零起建压，当压力 突然升高到某一值P2后，压力才缓慢上升。 则预充压力Pt=（P1+P2）/2，然后将Pt换 算到20℃时预充压力20.5MPA相比较。换 算公式为：Pt=（273+t）÷293×20.5
电力设备（五）
断路器操作机构
贾少荣 2011.09
1.断路器操作机构的作用
用来完成断路器分合闸操作，并能够使断路器 保持在合闸位置。
2.断路器操作机构分类
液压操作机构 弹簧操作机构 电磁操作机构
3.液压操作机构
液压操作机构利用油泵压缩10#航空液压 油，利用油压传递将氮气压缩，储存能 量，一旦跳合闸线圈动作，能量释放， 完成开关分合闸。
3.4什么是液压操作机构的失压慢？
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.。
高压断路器中的弹簧操动机构
高压断路器中的弹簧操动机构刘唯2015.4摘要：本文讨论了断路器操动机构的功能，总结并比对了目前主流弹簧操动机构的实现方式，也介绍了各种结构的优缺点。
列举了断路器上弹簧机构的各种布局方式，从控制，安全，维护及发展的角度谈了个人看法。
关键词: 高压断路器弹簧操动机构目录0引言 (1)1操动机构的种类 (1)2弹簧操动机构的功能 (2)3断路器弹簧操动机构结构 (3)3.1储能结构的分类 (4)3.1.1储能操作的能量只用于合闸过程43.1.2储能操作的能量分别用于合闸或分闸过程4 3.2储能到位离合及状态保持结构 (5)3.3合闸驱动结构 (5)3.3.1不具备自由脱扣的结构63.3.2具备自由脱扣功能的结构6 3.4合闸状态保持结构 (6)3.4.1过冲复位保持结构63.4.2复位保持结构73.4.3就绪保持结构7 3.5储能电机的减速机构 (7)3.5.1齿轮箱结构73.5.2蜗轮蜗杆结构73.5.3棘轮结构7 3.6弹簧机构的联锁装置 (8)3.6.1硬联锁83.6.2软联锁83.6.3PF接点9 4断路器弹簧操动机构的布局 (9)5断路器的控制与保护 (10)6断路器操动机构的安全锁 (11)7断路器弹簧操动机构的维护 (11)8断路器弹簧操动机构的发展 (5)0引言笔者最近几年，接触了一些弹簧操动机构，有些认识，愿与大家分享。
文中没有计算，没有公式，略显没有深度，请高手一笑而过。
文中试图将千差万别的机械结构进行分类，会有遗漏，但终归是一次尝试。
也试图将其优缺点做一比较，必不完全，但肯定会有些说法。
有些机构，并不能完全理解其博大精深，不正之处，也还望请指正。
请到新浪微博《高压断路器中的弹簧操动机构》交流贴留言。
链接如下：/u/2437510622。
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文中涉及到一些机构名称，如ABB公司的EL弹簧操动机构，以下简称EL机构，主要用于VD4断路器；Schneider公司的P2弹簧操动机构，以下简称P2机构，主要用于Evolis断路器和Masterpact断路器；Schneider公司的RI弹簧操动机构，以下简称RI机构，主要用于Ev12S断路器上；Schneider公司的RT弹簧操动机构，以下简称RT机构，主要用于Premset 开关柜上；Schneider公司的FK2-01弹簧操动机构，以下简称FK2机构，主要用于HVX断路器上；三菱的BH2弹簧操动机构，以下简称BH2机构，主要用于VPR 断路器上；天水长城开关厂的GSL01弹簧操动机构，以下简称GSL01机构，主要用于EVH1断路器；以下断路器上用的弹簧操动机构不知道名字，只能用断路器名字称呼，VS1断路器上的弹簧操动机构，以下简称VS1机构；厦门华电开关有限公司的VEP断路器上的机构，以下简称VEP机构；Siemens公司的Sion断路器上采用的机构，以下简称Sion机构；东芝公司的VK断路器上采用的机构，以下简称VK机构。
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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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]。
2.3 分闸单元
它是使断路器能快速脱扣分闸的机构。
对于机械式操作机构它是指分闸脱扣装置及相应的连杆系统，见图4。
当按下手动分闸弯板8或起动分闸电磁铁7时，分闸扣板4和分闸挚子9解锁，分闸过程便开始。
脱扣机构在触头压力和分闸弹簧的作用下开始动作，真空灭弧室内的动触头在绝缘拉杆的带动下向下运动，主轴拐臂上的滚轮与油缓冲器1相接触，最终到达分闸位置[4]。
2.4 本体
本体主要指机构的支撑、传动系统。
2.5 弹簧机构设计
一般弹簧操动机构有上百个零件，且传动机构较为复杂，故障率较高，运动部件多，制造工艺要求较高。
另外，弹簧操动机构的结构复杂，滑动摩擦面多，而且多在关键部位，在长期运行过程中，这些零件的磨损、锈蚀以及润滑剂的流失、固化等都会导致操作失误。
笔者通过大量工作实践，现提出该类机构关键控制点如下[5]：（1）合、分闸半轴转动灵活：机构要使储能保持和合闸锁扣可靠，必须确保机构合、分闸半轴长期转动灵活。
由于合、分闸半轴的复位扭簧力值一般不是很大，而半轴加工光洁度问题、润滑问题对半轴灵活度影响较大。
因此设计时应考虑合、分闸半轴支撑增加滚针轴承，同时选择耐低温长效润滑脂，确保长期润滑有效。
（2）合、分闸半轴扣进量：储能到位时合闸挚子压在合闸半轴上，距离合闸半轴缺口2mm的锁扣量称为合闸半轴扣进量。
同样，合闸状态分闸扣板压在分闸半轴上，距离分闸半轴缺口2mm的锁扣量称为分闸半轴扣进量。
两种扣进量主要与半轴缺口、通过弹性圆柱销连接到半轴的手动和电动分、合闸推板周向角度有关。
而该工艺不可避免存在一定误差导致扣进量不合适。
半轴扣进量太大不能合、分闸或低电压合、分闸存在问题，太小可能导致储能保持不住或合闸保持不住。
因此必须设计专用工装，把合、分闸半轴缺口与推板周向角度偏差控制在合理范围，且必须有专门检具检验。
（3）合闸和分闸弹簧：合闸和分闸弹簧力值大或小将会对合闸可靠性、合闸速度、
分闸速度产生重大影响，因此对每批次合闸和分闸弹簧均须严格按检验规范检验。
同时合闸弹簧装好两头弹簧挂板必须采用专用检具检查弹簧自由状态两挂板孔间距。
关键零件热处理硬度：半轴、合闸挚子、分闸扣板、分闸挚子需局部高频淬火，防止磨损致锁扣保持不住，而受冲击较大凸轮、凸轮撞击的拐臂处滚轮、连接销一般需考虑渗碳淬火，以增加零件耐磨性、抗疲劳能力。
3 弹簧机构常见故障的分析处理[6][7]
尽管从设计、生产检验加强控制和检查，但弹簧机构零件众多，实际生产由于零部件差异或人员大意等主观因素，还是会出现一些故障，现根据生产过程经常出现故障提出分析及解决措施见（表1）。
4 结语
弹簧操作机构类型多样且更新换代速度很快，但其基本组成单元、动作原理大致相同，以上分析说明可以提供一种解决问题的参考思路。
参考文献：
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