真空断路器弹簧操动机构的应用范围

中压真空断路器两种常用操作机构的比较

阐述断路器中操作机构的现状及要求，介绍各种操作机构在断路器中的应用，重点比较中压真空断路器-弹簧操动机构组合永磁操动两种常用操作机构机制。

1 简介

作为输配电设备的组成部分，操作机构的重要性往往被忽视，但在断路器中却发挥着重要作用。既要保证断路器的长期可靠性，又要满足操作机构对灭弧特性的要求。断路器分合闸所需的时间或速度必须满足其分合闸要求，以便在不扩大故障的情况下迅速排除故障，保持电力系统的稳定，减少对设备、线路、绝缘等，这就要求机构具有较好的机械性能。

2 运行机制的适用范围

3 弹簧操动机构与永磁操动机构的比较

3.1 工作原理和结构

目前中压断路器的操作机构主要有电磁式和弹簧式两种。电磁操作机构在真空断路器发展的早期就得到了广泛的应用。这是因为电磁操作机构更好地迎合了真空灭弧室的要求：一是距离小（8-25mm），二是合闸位置需要大的操作力（2000-/相）。但是，电磁操作机构也有不可忽视的缺点。合闸过程中磁路电感L变化较大，产生反电动势，从而抑制合闸线圈电流的增大，这种抑制作用随着合闸速度的增加而增大。增加和增加。相比之下，弹簧操动机构采用手动或小功率交流电机储能，其启闭速度不受电源电压波动的影响，相当稳定。可以获得更高的分合闸速度，实现快速自动重合闸。制动操作在一定程度上克服了电磁操作机构的缺点。但是，弹簧操动机构也有以下缺点：完全依靠机械传动，零件数量多，一般弹簧操动机构有数百个零件，而且传动机构比较复杂，故障率高，运动部件多，制造工艺要求高。. 此外，弹簧操动机构结构复杂，滑动摩擦面多，多位于关键部位。在长期运行过程中，这些部件的磨损和腐蚀，以及润滑油的流失和凝固，都会造成操作失误。

近年来，用于中压真空断路器永磁吸持和电控的电磁操作机构（简称永磁机构）备受关注。与传统断路器操作机构相比，永磁机构采用了新的工作原理和结构。运行时只有一个主要运动部件，无需机械脱扣或锁定装置，故障源少，性能更高。

3.2 操作机构与真空断路器的配合

3.2.1 力-行程特性

多年来，真空断路器一直在追求一种完美的操作机构：结构简单、寿命长、可靠性高、可以用小功率交流电源操作，输出特性与断路器的反作用力特性非常相似。真空断路器。匹配性好，可使操作机构的关闭速度稍低，开启速度稍高。

真空断路器的触头行程很小。在闭合过程中，触点接触前只需要很小的驱动力。一旦触点闭合，就需要更大的驱动力来压缩触点弹簧以获得足够的触点压力。因此，真空断路器的反作用力特性在触头接触瞬间有较大的正突变。12kV真空断路器合闸结束时的触头反作用力往往超过10kN。真空断路器要求的平均合闸速度不要太大，因为合闸速度太高容易造成合闸时触头弹跳，是不可取的，所以合闸速度一般为0.6～ 0.8 米/秒。

弹簧操动机构依靠释放弹簧储存的能量来闭合断路器。弹簧放出时，力一开始总是很大，然后逐渐减小。这与真空断路器的反作用力特性相反。为了匹配真空断路器合闸时的反作用力特性，通常是通过凸轮和连杆的转换。通过凸轮轮廓的合理设计和连杆的合理配置，弹簧操动机构的输出能完全匹配真空断路器的反作用力特性。

在永磁机构的闭合过程中，随着动铁芯的运动，气隙减小，吸力增大，动铁芯在运动时，静铁芯会产生很大的吸力。关闭。在闭合的最后阶段，由于永磁体的吸力使吸力上升得更快。在开启特性方面空气弹簧反s曲线，动铁芯参与开启运动，使得开启时运动系统的运动惯性明显增大，这对于提高刚性开启速度非常不利。另外，永磁体的吸力在开启过程中也会起到阻碍作用，也不利于速度的提升。