胡光輝

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0246-01

1、操動機構(gòu)的作用

操動機構(gòu)是高壓斷路器的重要組成部分。帶觸點的開關(guān)電器，只有通過觸頭的分、合閘動作才能達到開斷與關(guān)合電路的目的，因此必須依靠一定的機械操作系統(tǒng)才能完成。斷路器的操作機構(gòu)由儲能單元、控制單元和力傳遞單元組成。

傳統(tǒng)的高壓斷路器都是帶觸頭的電器，通過觸頭的分、合動作達到開斷與關(guān)合的目的，因此必須依靠一定的機械操作系統(tǒng)才能完成。在斷路器本體以外的機械操動裝置稱為操動機構(gòu)，操動機構(gòu)與斷路器動觸頭之間連接的傳動部分稱為傳動機構(gòu)和提升機構(gòu)。

2、操動機構(gòu)的分類

根據(jù)操動機構(gòu)合閘能量來源不同，操動機構(gòu)可為、手動操動機構(gòu)、電磁操動機構(gòu)、彈簧儲能操動機構(gòu)、壓縮空氣操動機構(gòu)、液壓操動機構(gòu)。

（1）手動操動機構(gòu)

用于小容量斷路器，它采用手動合閘.故障時自動跳.其裝設(shè)點的沖擊短路電流最大值不超過30kA。手動操動機構(gòu)的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，缺點是不能遠距離進行合閘操作。

（2）電磁操動機構(gòu)

利用電磁鐵的作用力進行合閘，構(gòu)造簡單可靠.缺點是合閘線圈需要很大的電流，一般合閘線圈都由直流供電，需要裝設(shè)大功率直流電源.至于交流操作機構(gòu).由于尺寸較大，特別是電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生故障時，電壓降低，使交流操作機構(gòu)不能可靠動作，因此還來得到廣泛應(yīng)用。

（3）彈簧儲能操動機構(gòu)

利用功率不大的電動機預(yù)先使合閘彈簧儲能，當要合閘時，再使合閘彈簧的儲能在短時間內(nèi)釋放出來使機構(gòu)動作。優(yōu)點是本身取用的功率小，缺點是結(jié)構(gòu)較復雜。

（4）壓縮空氣操動機構(gòu)

利用儲氣箱內(nèi)的壓縮空氣，推動活塞來帶動斷路器合閘。其優(yōu)點是構(gòu)造簡單，工作可靠，進行合閘時沒有劇烈的沖擊，且合閘速度快。缺點是必須具有壓縮空氣設(shè)備，壓縮空氣斷路器都利用壓縮空氣進行操作。

（5）液壓操動機構(gòu)

利用功率不大的電動油泵把油強迫壓進蓄壓器內(nèi)，使里面的氮氣壓縮而蓄能。需要合閘時，只要打開控制閥門，高壓氣體就可進入活塞缸使活塞運動，驅(qū)動斷路器分臺閘，主要是利用液體不可壓縮原理。其優(yōu)點是斷路器動作反應(yīng)短，噪音小，但工藝要求高，價格較貴。

（6）永磁機構(gòu)

永磁機構(gòu)采用新的工作原理，將電磁機構(gòu)與永久磁鐵有機地組合起來，避免了合分閘位置機械脫扣、鎖扣系統(tǒng)所造成的不利因素，無需任何機械能而通過永久磁鐵產(chǎn)生的保持力就可使真空斷路器保持在合、分閘位置上。配以控制系統(tǒng)實現(xiàn)真空斷路器所要求的全部功能。主要可以分為兩個類型：單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)和雙穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)。其中雙穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)的工作原理為分閘與合閘及保持都靠永磁力；單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)的工作原理為在儲能彈簧的幫助下快速分閘，并保持分閘位置，只有合閘保持靠永磁力。特瑞德電氣北主打的是單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)，國內(nèi)企業(yè)自行研發(fā)的主要是雙穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)。

3、彈簧儲能操動機構(gòu)的應(yīng)用

彈簧操動機構(gòu)是利用已儲能的彈簧為動力，來實現(xiàn)斷路器的分合閘操作。彈簧儲能靠電動機。彈簧操動機構(gòu)因使用的彈簧類型不同有各種形式，有壓縮彈簧操動機構(gòu)、拉伸彈簧操動機構(gòu)、扭簧儲能彈簧操動機構(gòu)、盤簧儲能彈簧操動機構(gòu)等。由于不需要專門的操作電源.儲能電動機功率小，交直流兩用，使用方便等優(yōu)勢，伴隨著自能式（熱膨脹式）滅弧技術(shù)的實現(xiàn)，減小了斷路器所需的操作功，彈簧操動機構(gòu)被廣泛地應(yīng)用于高壓斷路器，但由于彈簧操動機構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復雜，零件數(shù)量較多，加工要求較高，傳動環(huán)節(jié)較多，有時可能會出現(xiàn)故障。

合閘彈簧和跳閘彈簧是獨立的，儲能機構(gòu)一般只給合閘彈簧儲能，而跳閘彈簧一般是靠斷路器合閘動作儲能.在合閘回路中串聯(lián)有開關(guān)儲能接點，也就是說開關(guān)未儲能就不能進行合閘。但分閘回路中沒有串聯(lián)有開關(guān)未儲能接點。所以就算開關(guān)未儲能，也可以跳開。（注意：這里的開關(guān)未儲能指的是合閘彈簧未儲能，而分閘彈簧未儲能是沒有接點出來的）。

在斷路器斷開時，分閘彈簧是還沒儲能的，而合閘彈簧已儲能。合閘時，合閘彈簧釋放能量，合閘同時給分閘彈簧儲能。以確保開關(guān)在合上的時候能跳開。合閘彈簧釋放完能量時（開關(guān)剛合上），電機開始給合閘彈簧儲能，這個大概需要十秒鐘，此時就算合于故障，因為分閘彈簧已儲能，所以能跳開。這也說明在手合于故障時，開關(guān)能馬上跳開，但這種跳開之后不能馬上再次重合（需要區(qū)別于重合閘），因為合閘還沒儲能，要等儲能結(jié)束后才能再次送電。而如果是開關(guān)本來是合上的，此時開關(guān)的合閘彈簧和分閘彈簧都已儲能。有故障時，分閘彈簧釋放能量分閘。再過1秒左右，（由于合閘彈簧已儲能）合閘彈簧釋放能量進行合閘。而在合閘結(jié)束的時候，分閘彈簧已儲能結(jié)束，但合閘彈簧還沒有儲能好。如果這次合閘于故障，由于分閘彈簧以儲能結(jié)束，所以開關(guān)能馬上跳開。但跳開之后就不能再次馬上合上了，需要等到合閘彈簧儲能結(jié)束以后才行（一般開關(guān)需要30秒后才行，但我們實際情況就要等事故處理完畢后，才能重新再次試合）

斷路器合閘所需能量由彈簧儲能機構(gòu)供給， 儲能機構(gòu)可以由外部電源驅(qū)動電機完成，也可以由手動儲能把手儲能. 儲能完成后， 儲能指示牌顯示“已儲能”.同時， 儲能切換開關(guān)切斷儲能電機電源， 斷路器處于待合閘狀態(tài). 在合閘操作中，不論用手按下“合閘”按鈕或遠方操作使合閘電磁鐵動作，均可使斷路器合閘. 合閘動作完成后， 儲能指示牌、儲能切換開關(guān)復位， 電機電源接通. 電機再次儲能. 合閘指示牌顯示“合”.輔助開關(guān)接點轉(zhuǎn)換. 在分閘操作中， 不論用手按下“分閘”按鈕或遠方操作使合閘電磁鐵動作， 均可使斷路器分閘， 分閘動作完成后， 分閘指示牌顯示“合”.輔助開關(guān)接點轉(zhuǎn)換. 同時在分閘操作中，計數(shù)器自動進一位，可從面板觀察窗看到相應(yīng)的數(shù)字.