斷路器操動機(jī)構(gòu)

1、6-35KV三類斷路器的操動機(jī)構(gòu)及其工作(gngzu)原理共十九頁概述(i sh)隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，斷路器成為電力系統(tǒng)一次設(shè)備必不可少的電器之一。其中，斷路器的操動機(jī)構(gòu)是其重要部分。在6-35KV的環(huán)境中，使用最多的操動機(jī)構(gòu)主要有彈簧操動機(jī)構(gòu)、電磁操動機(jī)構(gòu)和永磁操動機(jī)構(gòu)。因此，在此主要對這三種操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其工作原理做簡單(jindn)的介紹。共十九頁彈簧(tnhung)操動機(jī)構(gòu)利用已儲能的彈簧為動力(dngl)使斷路器動作的操動機(jī)構(gòu)稱為彈簧操動機(jī)構(gòu)。彈簧儲能通常由電動機(jī)通過減速裝置來完成。對于某些操作功不大的彈簧操動機(jī)構(gòu)，為了簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，也可以用手力來儲能。圖14.5為彈簧操動機(jī)

2、構(gòu)的原理圖。整個操動機(jī)構(gòu)大致可以分成彈簧儲能、維持儲能、合閘與維持合閘、分閘四個部分。共十九頁共十九頁彈簧(tnhung)儲能彈簧儲能部分主要(zhyo)由合閘彈簧6，電動機(jī)2，皮帶輪1，鏈條3，偏心輪4，棘爪7與棘輪8組成。每臺操動機(jī)構(gòu)有兩組彈簧。儲能時，啟動電動機(jī)，通過皮帶輪與鏈條減速后帶動偏心輪轉(zhuǎn)動（失去電源后也可以用手力搖動手柄5，直接帶動偏心輪轉(zhuǎn)動）。偏心輪的轉(zhuǎn)動又推動三角架cab繞b點擺動，帶動棘爪推動棘輪向反時針方向轉(zhuǎn)動。棘輪轉(zhuǎn)動又帶動連桿ef使合閘彈簧拉長，當(dāng)連桿ef轉(zhuǎn)過最高某一角度后，彈簧儲能結(jié)束。這時可通過輔助接點將電動機(jī)的電源切除。共十九頁維持(wich)儲能彈簧儲能后，

3、并不需要立刻將能量釋放使用，因此(ync)需要一套機(jī)構(gòu)將彈簧的位能儲存起來。維持儲能的機(jī)構(gòu)由掣子15，杠桿16和凸輪12組成。彈簧儲能結(jié)束時，；連接在棘輪8上的凸輪12剛好轉(zhuǎn)動到圖14.5所示的位置上，凸輪上的銷子正好支在杠桿16上，而杠桿16又被掣子15上的小滾輪h擋住，無法逆時針方向轉(zhuǎn)動，因而可以維持凸輪12在圖示的位置，將彈簧的位能儲存起來。共十九頁合閘與維持(wich)合閘合閘時可以讓合閘電磁鐵13通電，電磁力作用在掣子15的轉(zhuǎn)軸上，使小滾輪h向上運動，不再阻礙杠桿16向逆時針方向轉(zhuǎn)動，因而凸輪12上的銷子也不再被杠桿16擋住。在合閘彈簧力的推動下，凸輪12朝著逆時針方向轉(zhuǎn)動，撞擊拐臂

4、11，帶動操動機(jī)構(gòu)的輸出軸14順時針方向轉(zhuǎn)動，完成斷路器的合閘操作。合閘結(jié)束時，拐臂11上的滾輪g正好落在連桿17上，利用連桿機(jī)構(gòu)的死點可以保持滾輪g的位置不變，從而使斷路器保持在合閘位置。合閘結(jié)束后，彈簧能量釋放(shfng)，電動機(jī)可以再次啟動將彈簧儲能，準(zhǔn)備下次合閘時使用。共十九頁共十九頁分閘分閘時可以讓分閘電磁鐵9通電，電磁力作用在連桿10上，通過幾套連桿機(jī)構(gòu)將連桿17朝逆時針方向轉(zhuǎn)過一個角度，于是滾輪g不再被連桿17托住，在斷路器分閘彈簧的作用下，操動機(jī)構(gòu)輸出軸逆時針方向轉(zhuǎn)動，完成斷路器的分閘操作。斷路器分閘后，由于操動機(jī)構(gòu)合閘彈簧的儲能工作早已完成，可以隨時使斷路器再次合閘。因此，

5、彈簧操動機(jī)構(gòu)可以滿足快速自動(zdng)重合閘的操作要求。共十九頁彈簧(tnhung)操動機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點彈簧操動機(jī)構(gòu)的優(yōu)點是不需要大功率的直流電源；電動機(jī)功率?。◣装偻叩綆浊撸?；交直流兩用；適宜于交流操作。缺點是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；零件數(shù)量多；加工要求高；隨著機(jī)構(gòu)操作功的增大，重量顯著增加。彈簧操動機(jī)構(gòu)一般只用于操作126KV及以下的斷路器，彈簧儲能(ch nn)為幾百焦耳到幾千焦耳。共十九頁電磁(dinc)操動機(jī)構(gòu)其主要構(gòu)成部件包括機(jī)構(gòu)機(jī)架、合閘電磁鐵、凸輪連桿機(jī)構(gòu)、脫鎖扣裝置和指示裝置等。操動機(jī)構(gòu)采用直流操作，傳動部分為凸輪機(jī)構(gòu)。其最大的優(yōu)點就是簡單可靠。它的運動部件很少，因而大大減少了故障源，

6、從根本上解決了可靠性問題。通過凸輪機(jī)構(gòu)對輸出力進(jìn)行調(diào)節(jié)以改善輸出力特性。其行程較小，約20mm，在操作過程中力矩(l j)損失小，動作精度高，與真空斷路器的配合較為準(zhǔn)確。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：共十九頁共十九頁動作(dngzu)過程新型電磁(dinc)操動機(jī)構(gòu)的動作過程如圖2-2所示。共十九頁合閘合閘前凸輪接近垂直位置圖2-2(a)，合閘信號發(fā)出后，合閘電磁鐵線圈受電，鐵心向右運動推動凸輪2繞固定軸0l，逆時針轉(zhuǎn)動，與此同時開關(guān)的分閘彈簧(tnhung)被壓縮儲能。凸輪帶動擺臂3繞固定軸03順時針轉(zhuǎn)動，使開關(guān)合閘圖2-2(b)。當(dāng)鐵心到達(dá)終點時，合閘信號消失，合閘線圈斷電，鐵心回退，凸輪被脫扣桿

7、5支撐住，使開關(guān)保持在合閘位置圖2-2(c)。共十九頁分閘分閘操作(cozu)開始時，脫扣桿5在分閘電磁鐵4的推動下繞03點順時針轉(zhuǎn)動，凸輪2脫扣后在主彈簧8驅(qū)動下繞01點作順時針轉(zhuǎn)動，拐臂3在凸輪和觸頭彈簧7驅(qū)動下繞03點逆時針轉(zhuǎn)動。這時真空滅弧室內(nèi)的動觸頭并未運動，當(dāng)拐臂擺動過超行程Sc時將帶動動觸頭一起運動。當(dāng)凸輪到達(dá)分閘限位后，動、靜觸頭分開，分閘操作結(jié)束。共十九頁永磁操動機(jī)構(gòu)(jgu)永磁操動機(jī)構(gòu)中永磁體的可靠性永磁操動機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的電磁操動機(jī)構(gòu)的根本區(qū)別在于前者使用了永磁體。目前永磁操動機(jī)構(gòu)的永磁體普遍采用釹鐵硼稀土材料制成。釹鐵硼永磁體在受到強(qiáng)烈機(jī)械沖擊、高溫和反向磁場作用時均可能

8、部分或全部退磁。當(dāng)溫度高于120時，釹鐵硼的磁性能才會下降，一般(ybn)情況下操動機(jī)構(gòu)不會出現(xiàn)這樣高的溫度；永磁操動機(jī)構(gòu)中的機(jī)械沖擊對釹鐵硼永磁體來說是可以承受的，試驗已充分證明了這一點；永磁體隨著時間的推移，磁性能也會有逐漸減弱的趨勢（自然劣化），但制造企業(yè)提供的數(shù)據(jù)表明，在20年壽命期間，釹鐵硼自然劣化不會大于1%。因此，只要設(shè)計時留一定裕度，自然劣化一般(ybn)不會影響永磁操動機(jī)構(gòu)的正常動作。綜上所述，永磁體的退磁問題，并不影響它在永磁操動機(jī)構(gòu)中的實際應(yīng)用。共十九頁永磁操動機(jī)構(gòu)(jgu)的結(jié)構(gòu)及動作原理圖1為雙線圈永磁操動機(jī)構(gòu)的電磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)真空斷路器處于分閘位置(wi zh

9、i)時，動鐵心1的上端氣隙小、磁阻低，下端氣隙大、磁阻高，因此永久磁鐵2的磁場將主要作用于動鐵心的上端。共十九頁由圖1（a）可見，當(dāng)真空斷路器處于分閘位置時，永久磁鐵2形成的磁力線幾乎全部穿過動鐵心的上端(shn dun)，它所產(chǎn)生的吸引力將保證動鐵芯維持在上部，使真空斷路器保持為分閘狀態(tài)。當(dāng)真空斷路器需要合閘時，可先使合閘線圈3通電，其所產(chǎn)生的磁場的磁力線則主要集中在動鐵心的下端，并在上端(shn dun)與永久磁鐵2形成的磁場的磁力線相抵消。伴隨著激磁電流的上升，下端吸力將增加，上端(shn dun)吸力將減弱，當(dāng)下端吸力大于反力，即線圈電流達(dá)到觸動值后，動鐵心將開始向下運動。圖1（b）為動鐵心移動之前磁力線的瞬態(tài)分布圖。當(dāng)動鐵心運動到終端位置時，位置傳感器將輸出動作信號，切斷線圈電流。動鐵心位于下端時，永久磁鐵2的磁場將主要作用于動鐵心的下端。其磁力線分布狀況與圖1（a）呈上下對稱的情形。共十九頁內(nèi)容摘要6-35KV三類斷路器的操動機(jī)構(gòu)及其工作原理。整個操動機(jī)構(gòu)大致可以分成彈簧儲能、維持儲能、合閘與維持合閘、分閘四個部分。彈簧儲能部分主要由合閘彈簧6，電動機(jī)2，皮帶輪1，鏈條3，偏心輪4，棘爪7與棘輪8組成。棘輪轉(zhuǎn)動又帶動連桿ef使合閘彈簧拉長，當(dāng)連桿ef轉(zhuǎn)過最高某一角度后，彈簧儲能結(jié)束(