真空斷路器彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍

中壓真空斷路器兩種常用操作機(jī)構(gòu)的比較

闡述斷路器中操作機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀及要求，介紹各種操作機(jī)構(gòu)在斷路器中的應(yīng)用，重點(diǎn)比較中壓真空斷路器-彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)組合永磁操動(dòng)兩種常用操作機(jī)構(gòu)機(jī)制。

1 簡(jiǎn)介

作為輸配電設(shè)備的組成部分，操作機(jī)構(gòu)的重要性往往被忽視，但在斷路器中卻發(fā)揮著重要作用。既要保證斷路器的長(zhǎng)期可靠性，又要滿足操作機(jī)構(gòu)對(duì)滅弧特性的要求。斷路器分合閘所需的時(shí)間或速度必須滿足其分合閘要求，以便在不擴(kuò)大故障的情況下迅速排除故障，保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，減少對(duì)設(shè)備、線路、絕緣等，這就要求機(jī)構(gòu)具有較好的機(jī)械性能。

2 運(yùn)行機(jī)制的適用范圍

3 彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)與永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的比較

3.1 工作原理和結(jié)構(gòu)

目前中壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)主要有電磁式和彈簧式兩種。電磁操作機(jī)構(gòu)在真空斷路器發(fā)展的早期就得到了廣泛的應(yīng)用。這是因?yàn)殡姶挪僮鳈C(jī)構(gòu)更好地迎合了真空滅弧室的要求：一是距離小（8-25mm），二是合閘位置需要大的操作力（2000-/相）。但是，電磁操作機(jī)構(gòu)也有不可忽視的缺點(diǎn)。合閘過(guò)程中磁路電感L變化較大，產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，從而抑制合閘線圈電流的增大，這種抑制作用隨著合閘速度的增加而增大。增加和增加。相比之下，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)采用手動(dòng)或小功率交流電機(jī)儲(chǔ)能，其啟閉速度不受電源電壓波動(dòng)的影響，相當(dāng)穩(wěn)定?？梢垣@得更高的分合閘速度，實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)重合閘。制動(dòng)操作在一定程度上克服了電磁操作機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)。但是，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)也有以下缺點(diǎn)：完全依靠機(jī)械傳動(dòng)，零件數(shù)量多，一般彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)有數(shù)百個(gè)零件，而且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，故障率高，運(yùn)動(dòng)部件多，制造工藝要求高。. 此外，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滑動(dòng)摩擦面多，多位于關(guān)鍵部位。在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，這些部件的磨損和腐蝕，以及潤(rùn)滑油的流失和凝固，都會(huì)造成操作失誤。

近年來(lái)，用于中壓真空斷路器永磁吸持和電控的電磁操作機(jī)構(gòu)（簡(jiǎn)稱永磁機(jī)構(gòu)）備受關(guān)注。與傳統(tǒng)斷路器操作機(jī)構(gòu)相比，永磁機(jī)構(gòu)采用了新的工作原理和結(jié)構(gòu)。運(yùn)行時(shí)只有一個(gè)主要運(yùn)動(dòng)部件，無(wú)需機(jī)械脫扣或鎖定裝置，故障源少，性能更高。

3.2 操作機(jī)構(gòu)與真空斷路器的配合

3.2.1 力-行程特性

多年來(lái)，真空斷路器一直在追求一種完美的操作機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、可靠性高、可以用小功率交流電源操作，輸出特性與斷路器的反作用力特性非常相似。真空斷路器。匹配性好，可使操作機(jī)構(gòu)的關(guān)閉速度稍低，開(kāi)啟速度稍高。

真空斷路器的觸頭行程很小。在閉合過(guò)程中，觸點(diǎn)接觸前只需要很小的驅(qū)動(dòng)力。一旦觸點(diǎn)閉合，就需要更大的驅(qū)動(dòng)力來(lái)壓縮觸點(diǎn)彈簧以獲得足夠的觸點(diǎn)壓力。因此，真空斷路器的反作用力特性在觸頭接觸瞬間有較大的正突變。12kV真空斷路器合閘結(jié)束時(shí)的觸頭反作用力往往超過(guò)10kN。真空斷路器要求的平均合閘速度不要太大，因?yàn)楹祥l速度太高容易造成合閘時(shí)觸頭彈跳，是不可取的，所以合閘速度一般為0.6～ 0.8 米/秒。

彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)依靠釋放彈簧儲(chǔ)存的能量來(lái)閉合斷路器。彈簧放出時(shí)，力一開(kāi)始總是很大，然后逐漸減小。這與真空斷路器的反作用力特性相反。為了匹配真空斷路器合閘時(shí)的反作用力特性，通常是通過(guò)凸輪和連桿的轉(zhuǎn)換。通過(guò)凸輪輪廓的合理設(shè)計(jì)和連桿的合理配置，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出能完全匹配真空斷路器的反作用力特性。

在永磁機(jī)構(gòu)的閉合過(guò)程中，隨著動(dòng)鐵芯的運(yùn)動(dòng)，氣隙減小，吸力增大，動(dòng)鐵芯在運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜鐵芯會(huì)產(chǎn)生很大的吸力。關(guān)閉。在閉合的最后階段，由于永磁體的吸力使吸力上升得更快。在開(kāi)啟特性方面空氣彈簧反s曲線，動(dòng)鐵芯參與開(kāi)啟運(yùn)動(dòng)，使得開(kāi)啟時(shí)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)慣性明顯增大，這對(duì)于提高剛性開(kāi)啟速度非常不利。另外，永磁體的吸力在開(kāi)啟過(guò)程中也會(huì)起到阻礙作用，也不利于速度的提升。