变电所高压断路器的操动机构探讨

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操动机构是变电所断路器的电动分合闸装置,由于断路器触头的分、合动作是通过操动机构来实现的,因此操动机构的工作性能和质量的优劣,对高压断路器的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。固镇供电公司各变电所的操动机构种类很多,但按使用年代的先后大致可分为电磁式操动机构,弹簧操动机构,永磁操动机构。

  电磁操动机构。电磁操动机构是早期变电所断路器普遍使用的操动机构,它是靠合闸线圈通入大的合闸电流,产生大的电磁力,把断路器由分闸位置推向合闸位置,需要强大的操作电源,因而要求用户配备价格昂贵的蓄电池组。加上电磁机构的结构笨重,动作时间较长,合闸线圈的工作电流为90A左右,缺点是工作电流大,易烧坏合闸线圈,故障率比较高。

  弹簧操动机构。弹簧操动机构是较晚一些时期被变电所采用的操动机构,弹簧操动机构是利用已储能的弹簧为动力使断路器动作的操动机构。弹簧储能通常是由电动机通过减速装置来实现。整个操动机构大致可分为弹簧储能、维持储能、合闸与分闸四个部分。弹簧操动机构的优点是不需要大功率的直流电源,只需要一个小功率的交直流两用的储能电动机,其缺点是结构比较复杂,零件数量多,且要求加工精度高。它是用储能电机的旋转,通过齿轮传动,把储能弹簧拉长储能,当合闸时,合闸线圈通电吸合,打开锁扣装置,用弹簧的拉力带动操动机构合上断路器。优点是大大减少了合闸电流,对直流操作电源的容量要求较低,电机储能时噪音大,易出故障。

  永磁操动机构。永磁操动机构是最近新研制的操动机构,它是在弹簧机构和传统电磁机构的优点基础上,克服其不足,利用永久磁铁与铁的吸引力的原理制造。将永久磁铁应用于操动机构中,使真空断路器分合闸位置的保持是通过永久磁铁实现的,它取代了传统的锁扣装置。它的活动部件少,合分闸电流小,对操作电源的要求进一步降低,其噪音也低。永磁机构具有永久磁铁和分闸合闸控制线圈,当合闸控制线圈通电后,它使动铁心向下运动,并由永久磁铁保持在合闸位置;当分闸控制线圈通电,动铁心向反方向运动,同样由永久磁铁将它保持在另一个工作位置即分闸位置上,即该机构在控制线圈不通电流时它的动铁心有两个稳定工作状态,合闸与分闸状态。电气控制回路利用储能电容器储满电后,合闸瞬间对合闸线圈放电,真空灭弧室靠永久磁铁产生的力使其保持在合闸与分闸位置上,取代了传统的机械锁扣方式,机械结构大为简化,活动部件大大减少,弹簧储能机构有大量的机械零件,永磁机构与其相比则结构非常简单。
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