中压断路器弹簧操动机构结构分析
断路器弹簧机构常见故障分析与处理
断路器弹簧机构常见故障分析与处理发布时间：2022-08-31T01:36:52.142Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第4月第8期作者：唐琰[导读] 断路器运行的过程中弹簧机构故障发生率较高。
为了确保断路器稳定运行唐琰中国南方电网云南电网有限责任公司丽江供电局云南丽江 674100摘要：断路器运行的过程中弹簧机构故障发生率较高。
为了确保断路器稳定运行，本文从断路器合位不到位、断路器空合、弹簧储能不到位三个方面开展研究，供相关工作人员参考。
关键词：断路器；弹簧机构；常见故障；处理操动机构是断路器中相当重要的操动执行元件之一，其中比较重要的一种为弹簧。
但是弹簧机构频繁发生故障，必须深入分析并提出相应的处理对策，希望可以为断路器的正常运行提供保障。
1断路器弹簧机构常见故障及其处理通过对变电所与发电厂中的真空断路器进行分析可知，其频繁发生故障，与弹簧操动机构存在较大的故障隐患有很大的联系[1]。
目前，10kV断路器弹簧机构存在的问题较多，比较常见的问题有分合速度达不到标准、断路器分合闸异常；应用真空断路器时分闸的速度较低，容易出现断路器断开之后重燃的问题，且分闸时过电压发生概率较高，危害较大。
1.1断路器合位不到位合闸电池磁铁铁芯顶杆从接收合闸指令开始就顶开了合闸擎子，释放了合闸弹簧能量，断路器被带动后快速合闸。
一旦出现断路器合闸不到位的问题，这就意味着擎子达不到勾合位置，断路器存在停止合闸的问题，对断路器的安全性产生很大的影响。
若合闸储能不足的，更容易出现提前分闸问题，这一故障的出现原因与解决方法为：一是运作的时间过长，损坏合闸弹簧，降低了能量释放，可以及时更换新的合闸弹簧[2]。
二是合闸线圈存在不圆铜套与不光滑的问题，此时铁心处于受阻状态，合闸不到位时还会烧坏线圈。
维修人员应及时检查合闸铁芯铜套，及时清理毛刺或做好性状的修补工作。
三是在合闸弹簧的影响下出现凸轮间隔输出杆较远的问题，输出杆的冲击力不强，与输出杆连接的主拐臂无法合闸。
断路器弹簧机构常见故障分析与处理
断路器弹簧机构常见故障分析与处理弹簧储能机构断路器在电力系统被广泛的使用，取得了很大的成效。
弹簧储能机构的优点较多，运行起来也相对稳定。
但是随着使用的时间不断加长，会出现若干问题影响断路器的安全运行。
本文阐述了断路器弹簧储能机构常见故障以及产生的原因，并提出针对相应问题的解决方案。
标签：弹簧机构断路器故障处理1、机构原理在断路器中，操动机构是非常重要的操動执行元件，在操动执行元件中弹簧只是其中的一种。
弹簧操动机构是指通过弹簧储能操动断路器触头的分合;弹簧操动机构进行储能基本原理是断路器合闸在实施操作后，促使合闸弹簧储能限位开关进行动作，该开关触点闭合后储能接触器被启动，与此同时接通了接通电机回路，最终实现弹簧储能。
操动机构的主要组成包括弹簧储能、维持储能、合闸、分闸几部分，而整个过程中的心脏就是弹簧，弹簧储能调控开关释放能量，促进转动部位运转带动分合闸;分合闸弹簧预拉长度受到调整，可使分合闸速度在标准范围内，保证断路器安全可靠运行。
2、故障分析经过对变电站中真空断路器故障频发检测结果可知，大部分故障原因是弹簧操动机构存在故障隐患。
目前应用中，10kV断路器弹簧机构常存在较大问题，如断路器分合闸异常、分合速度不达标等;在真空断路器应用时，分闸速度过低，易导致断路器断开后重燃，分闸时产生重燃过电压，危害极大。
常见的弹簧操动机构故障原因及处理方法如下所述。
2.1、断路器未合到位就分闸受到合闸指令后，合闸电磁铁铁心顶杆顶开合闸擎子，释放合闸弹簧能量，断路器受到带动实现合闸。
若断路器合闸不到位，即擎子未抵达钩合位置时，断路器便停止合闸，将严重影响断路器的安全性。
合闸储能不足导致分闸提前的主要故障及处理措施主要可概括为以下四点。
第一，长时间作业运转导致合闸弹簧疲劳受损，能量释放下降。
处理方法为及时更换合闸弹簧。
第二，合闸线圈内存在不光滑或不圆铜套，导致铁心卡涩受阻，合闸不到位，甚至会使线圈被烧坏。
处理方法为对合闸铁心铜套及时检查，修补性状或清理干净毛刺。
真空断路器弹簧机构故障分析及处理
真空断路器弹簧机构故障分析及处理摘要：随着高压开关柜技术的不断提高以及各种中置柜的推广，真空断路器近十几年来在电力系统中得到了广泛应用，其结构简单、灭弧能力强、电气寿命长、检修和维护工作量小、运行可靠性高、适合频繁操作，尤其适用于开断重要负荷及操作频繁的电容器等地点。
虽然真空断路器有许多优点，但由于弹簧操动机构结构比较复杂，特别是零件数量较多，空间紧凑，加工要求较高，以及控制原理和闭锁关系较传统真空断路器略微复杂，因此为解决中压开关设备现场运行的稳定性，先要解决机构故障问题以及与真空断路器本体配合特性。
因此，了解并掌握真空断路器弹簧操动机构常见故障及处理方法对中压设备安全稳定运行、提高供电可靠率有着重要意义。
关键词：弹簧操动机构；分合闸故障；储能机构故障0引言真空断路器动作形式依靠弹簧操动机构来实现，当真空断路器出现误动和拒动故障时，大部分是由于弹簧操动机构引起的。
因此作为真空断路器的核心元件之一—弹簧操动机构主要结构中组成部分：机架、弹簧储能单元、分、合闸锁扣单元、驱动输出单元和缓冲单元。
1机架机架有夹板结构和一体化机架两种，夹板结构如图1所示，依靠几个定位杆将两块支撑轴系的钢板连接在一起，实现储能部件和传动部件的动作；一体化机架结构以及出现的模块化设计，目前故障率不高，这里不分析。
图1 夹板结构在中压断路器弹簧机构中夹板结构加工和安装方便，储能和传动部件在开放的空间装配。
但实际运行中各部件松动和磨损影响关键部位的配合，从而造成弹簧操动机构的误动或拒动。
2 弹簧储能单元弹簧储能单元依靠自身的弹簧贮存能量，贮能弹簧主要有：压簧、拉簧、碟形弹簧。
断路器长期处于拉伸状态，容易疲劳将影响动作特性。
3 分、合闸锁扣单元目前应用成熟的分、合闸锁扣弹簧机构主要有：掣子锁扣和扇形扳-半轴锁扣装置（如图）。
相对而言扇形扳-半轴锁扣的扣接量可调节，锁扣也可靠，但随之而来的是脱扣力较大，对半轴的强度有较高的要求。
实际运行的机构中因锁扣零部件的强度、韧性及磨损甚至表面润滑状况问题还是有的。
断路器(弹簧机构)动作原理及两起合后即分故障案例分析
断路器（弹簧机构）动作原理及两起合后即分故障案例分析本文在介绍弹簧机构的结构、动作原理的基础上，分享几起合后即分的故障案例，分析故障产生的原因并提出后续工作建议。
一、弹簧机构动作原理敞开式断路器和组合电器断路器用CT30弹簧机构结构及动作原理如图1~图4所示。
弹簧操动机构分、合闸操作采用两个螺旋压缩弹簧实现。
储能电机通过棘爪、棘轮给合闸弹簧储能。
1415161-分闸弹簧2-合闸弹簧3-合闸掣子4-合闸线圈5-合闸触发撞杆6-分闸线圈7-合闸保持掣子8-分闸掣子9-限位挡块10-拐臂11-棘爪12-凸轮13-棘轮14-分闸掣子15-复位弹簧16-滚轮图1合闸位置（合闸弹簧储能）图2分闸操作过程图3分闸位置（合闸弹簧储能）图4合闸操作过程如图1、图2所示，分闸操作时，分闸电磁铁吸合，分闸电磁铁撞杆触发分闸掣子，分闸掣子逆时针旋转，合闸保持掣子在拐臂的分闸力矩作用下逆时针旋转，分闸弹簧带动拐臂顺时针旋转，分闸弹簧释放能量完成分闸。
分闸操作是一套独立系统，分闸弹簧释放的能量仅作用于断路器分闸。
如图3、图4所示，合闸操作时，合闸线圈带电吸合，并使合闸撞杆撞击合闸掣子。
合闸掣子以顺时针方向旋转，并释放合闸弹簧储能保持掣子，使棘轮带动凸轮轴以逆时针方向旋转，使主拐臂以顺时针旋转，断路器完成合闸。
并同时压缩分闸弹簧，使分闸弹簧储能。
当主拐臂转到行程末端时，分闸掣子和合闸保持掣子将轴销锁住，开关保持在合闸位置。
合闸弹簧释放的能量主要分为两部分，一部分用于断路器合闸，另一部分用于机构分闸弹簧储能。
二、案例1复位弹簧弹力不足（一）故障概况2020年5月25日20时08分53秒，500千伏某站在合上220kV4965开关操作过程中（配合对侧送电，某站站内无工作），在合上4965开关时，A相未正常动作，B、C相正常合闸，三相不一致动作，开关三跳，无其他保护动作。
4965间隔为GIS设备，设备型号为ZFW20-252，弹簧机构型号为CT30，出厂日期2013年12月8日，投运日期2014年6月30日。
断路器液压弹簧机构结构原理及检修工艺
1、工作缸缸体 2、合闸侧套 3、合闸缓冲套 4、活塞杆 5、组合密封圈 6、分闸缓冲套 7、分闸侧套
1 2 3 4 5 67
工作原理
功能
油泵电机打压，油泵将低压油箱的油打压至储能缸，储能缸活塞向下运动压缩碟形弹簧 进行储能。碟形弹簧的力特性平滑，使得操动机构拥有更优的操作特性，碟形弹簧与行 程限位开关相连并受其控制，限位开关可以发出机构的补压、闭锁、报警等信号。完整 的操作循环为：O-CO-CO，CO-CO，O-CO，CO和O。
图1：机芯结构组成
图2：扩展型机芯
1.辅助开关连接结构 2.连接支架 3.辅助开关 4.携动件 5.耦合件
1.充压模块 2.储能模块 3．工作模块 4.控制模块 5.监测模块 6.充油接头 7.油标 8.泄压手柄 9.底板（5型） 10.底板（2型） 11.防凝加热器 12.塑料外壳 13.连接盖 14.运输端盖 15.开关位置指示
手动泄压杆
碟簧储能状 态指示器 自动安全压 力泄压装置 碟簧行程开关
高压泄压阀
控制模块
控制模块是一个两级阀控制系统， 由分/合电磁阀和主换向阀组成。
通过控制工作缸合闸侧的压力来决 定操作机构的分合闸。控制模块内置 分、合闸调速截流阀来控制操动机构 的速度。内置测压接头用于出厂的压 力监测。
合闸电磁阀
当油泵打压, 储能缸压缩碟簧 时支板恢复垂直状态不再卡住 活塞导向块，机构可正常操作。
工作模块
工作模块是液压机构的主体部分，主要由工作缸和活塞 杆构成，通过活塞杆的往复动作带动断路器分、合闸。
工作缸是操动机构的核心组件, 工作缸体由高强度航空 用铝合金制造, 通过硬质阳极氧化及衍磨提高其耐磨性, 工作缸提供与其它模块的连接界面, 是整个机构的基础.
断路器弹簧操动机构介绍
断路器弹簧操动机构介绍一、断路器弹簧操动机构的组成1.弹簧：弹簧是断路器弹簧操动机构的核心部件，通过对弹簧的张紧储备一定的弹能，当需要断开电路时，通过释放弹簧的弹性能量来实现快速断开。
2.手动机构：手动机构是用于对弹簧进行张紧和释放的机构，主要包括手动动作机构和手动存储弹簧机构。
手动动作机构通过手动操作杆或手轮来对弹簧进行张紧或释放，而手动存储弹簧机构则用于将手动张紧的能量储存在一个可释放的机构中，以方便在需要时快速释放。
3.动作机构：动作机构是连接弹簧和断路器断开触点的部分，通过弹簧操动机构的动作来实现断路器的闭合和断开。
动作机构一般采用连杆机构，通过转动轴让触点运动实现闭合或断开。
4.控制电磁铁：控制电磁铁是断路器弹簧操动机构的辅助部件之一，通过对电磁铁的控制来控制断路器的闭合和断开动作，以实现对电路的控制。
二、断路器弹簧操动机构的工作原理断路器弹簧操动机构的工作原理是利用储存在弹簧中的弹性能量来实现断路器的快速关闭。
在正常情况下，断路器的弹簧被手动机构张紧，这时断路器处于断开状态，当电路发生故障时，控制电磁铁被触发，电磁铁产生磁力将断路器的触点吸合，然后释放弹簧的弹性能量，通过动作机构的传动将触点迅速拉开，从而实现断路器的闭合动作。
当电路故障排除后，人工操作手动机构将弹簧重新张紧，断路器恢复至断开状态。
三、断路器弹簧操动机构的特点1.快速断开能力：断路器弹簧操动机构通过弹簧的释放来实现快速断开电路，能够在电路故障发生时快速将电路切断，保障电力设备和人员的安全。
2.高可靠性：断路器弹簧操动机构采用高强度的材料制造，具有较高的机械强度和抗疲劳性能，能够保证长时间使用的可靠性。
3.灵活性：断路器弹簧操动机构采用手动机构和控制电磁铁相结合的方式进行操作，可以根据需要手动或自动控制断路器的闭合和断开动作。
4.操作简便：断路器弹簧操动机构的手动机构设计简单，操作方便，能够满足不同场合的需求。
5.自动重合闸功能：有些断路器弹簧操动机构还具有自动重合闸功能，在电路故障排除后，能够实现自动闭合电路，提高电能的利用效率。
国产弹簧操动机构(CTB-1、CT30—126G)的分析及应用
新 东北 电 气集 团高 压开 关 有 限公 司 摘要 ： 本 文 主要 讨 论 了国产 弹 簧操 动 机 构 （ Ｃ Ｔ Ｂ － １ 、 Ｃ Ｔ ３ ０ — １ ２ ６ Ｇ） 的特 点 、 结构及 工 作 原理 等 。 关键词 ： 国产 弹簧 操 动机 构 分 闸操作 合 闸操 作 自动 重合 闸
一
、
简 述
近年米 ． 由 于 社 会 经 济 的快 速 发 展 ． 人 民 生 活 水 平 的 大 幅 度 提高 ． 对 用 电量 的需 求 也 迅 速 增 加 ．随着 电 力 系 统 工 作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电压 的提
高 和 输 电容 量 的增 加 ， 开 发 高 电压 、 大容量 Ｓ Ｆ ６断 路 器 给 高 压 开 关 制 造 厂 提 出 了许 多理 论和 技 术问 题 为 了适 应 市场 需求 ．经 过 进一 步研 发 ． 我公司 １ ２ ６ ｋ Ｖ断路 器本体 已具 备开 断 ４ ０ ｋ Ａ的能 力 ． 机 构 选 用德 国 Ａ Ｂ Ｂ机构 但 由于市场 倾 向于选 用弹 簧机 构 ． 并 且德 国 Ａ Ｂ Ｂ机 构 价格 昂贵 ． 生 产周 期 长 ． 我 公 司经 常 受 到 资金 不 足及 交 货 期不 及时 的影 响 因此 更好 的选用 具 备 ４ ０ ｋ Ａ 开断 能力 的 国产 弹簧 操 动 机构 是势在 必行 的。 在此 情况 下 ． 我 公司 与陕西 得瑞 及陕 西 凌宇 公 司共 同合 作 开 发 了具 备 ４ ０ ｋ Ａ 开 断 能 力 的 国产 弹簧 机 构
二、 国产弹簧机构 （ Ｃ Ｔ Ｂ 一 １ 、 Ｃ Ｔ ３ ０ — １ ２ ６ Ｇ） 的 分 析及 应 用
４ ． 工作 原 理 ４． １合 闸弹 簧 储 能
１ ． 配 同产 弹 簧 操 作 机 构 的额 定 参 数 ：
SF6断路器弹簧操动机构故障分析及处理方法
绝 缘 气 体
空 压 机 系统 导 电杆
２ ５
ｌ ６ ３ ．０ ３ ７９ ５ ．３
４６ ．１
４３ ．４ ３５ ．７
２２ Ｆ ． Ｓ ６断路器弹簧操动机构及 工作原理。 应 用 弹簧 操 作 原 理 只 需 要 在 每 次 合 闸 操 作 后 启 动 电机 一 次 给弹 簧 储 能 。例 如 Ａ Ｂ公 司生 产 的 Ｂ Ｋ型 弹 簧 操 动机 构 。其 动 力 装 置 的 Ｂ Ｌ
值 的 ６ ％一 ２ ％的范 围 内可 靠 分 闸 。 ５ １０
４８ ２ ９
３ ２
４ ０ ．６ ０６２ ７ ５５ ８．０
５ ９６ ４ ．０
３ ．５ ９９ ７８ ．３
５４ ．８
２１ 具 备 自由 脱 扣 和 防跳 跃 功 能 。 ．． ５ ２１ 具有分合闸位置联锁和高低气 、 ．． ６ 液压联锁 。 ２１ 动 作 快 速 、 械 寿命 长 和 便 于 维 修 等 。 ．． ７ 机
科技信息
０电力与能源 ｏ
２１ ０ ０年
第 １ 期 ７
Ｓ６ Ｆ 断路器弹簧操动机构故障分析及处理方法
王仲 攀 马维栋 （ 阳供 电公 司 辽宁 辽 阳 １ １ ０ ） 辽 １ ０ ０
【 要】 摘 断路 器进行合 闸、 分闸、 重合 闸操作 ， 并保持在合 、 分闸状 态， 这些功能是由操动机构来 完成的 ， 因此， 操动机构是决定断路 器性能 的关键部件之一。断路 器的工作可靠性在很 大程度上依赖于操动机 构的动作可靠性。为改 变过去那种“ 重本体 ， 轻机构” 的传统观念 ， 家及研 厂 究单 位 ， 有 放 松 对 操 动 机 构 的 研 究 和 改 进 ， 动 作 原 理 、 构 部 件 、 造 工 艺都 采 用 了新 技 术 、 工 艺 、 方 法 ， 减 少操 动 机 构 的 维 护 和检 没 从 结 制 新 新 以 修 ， 高可 靠性 。 提 【 关键词】 弹簧操作机构 ； 故障分析 ； 处理方法 ０ 引 言
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其中断路器操动机构技术性能要求较高，目前市场上
配用的机构主要有弹簧操动机构和永磁机构两类。弹 簧操动机构设计主要有机架，弹簧储能单元，分、合 闸锁扣单元，驱动输出单元和缓冲单元五个组成部分。 设计弹簧操动机构，发挥各种单元结构自身优势的同
断路器设计中的关键技术
２３
２６
时，考虑其与断路器本体的匹配效率，减轻零部件承 载负担，使操作功设计趋于合理，重视材料的选用和 热处理状态的设计，以提高运行可靠性。
如一体化机架结构。在实际运行过程中由于操作冲击 的影响，可能会带来局部松动，而影响关键部位的配 合，造成弹簧操动机构的误动或拒动。而一体化机架 结构整体刚性好，定位精度高，能较好地满足在实际 运行工况下弹簧操动机构中保持掣子的配合要求，不 足的是零部件的安装难度相对较大，且铸造机架上安 装孔的加工成本相对较高，批量成套周期较长。不过 也可采取折中的方法，采用焊接式的机架，将钢板加 工完安装孔后，两侧支撑板在工装保证配合要求的前
结束语
对弹簧操动机构的机架，弹簧储能单元，分、
合闸锁扣单元，驱动输出单元和缓冲单元五个方面 分析与设计，通过对结构的技术分析得出，设计弹
合闸保持掣子
簧操动机构时，在发挥各种单元结构自身优势的同 时，应考虑其与断路器本体的匹配效率，效率得当，
分闸半轴
能够减轻零部件承载负担，使操作功设计趋于合理， 影响材料的选用和热处理状态的设计，以提高运行
合闸位置（合闸弹簧来储能）
其性能取决于凸轮轮廓曲线。凸轮－连板结构与凸轮－ 拐臂结构相比，前者由于将凸轮机构和连杆机构串联 组合，在凸轮驱动滚予的过程中，增加出力，提高了
储能保持掣ｆ－
输出效率，但因为构件数多，运动链长，可靠性相比 后者下降。而凸轮一拐臂结构简单，分闸、合闸部分 相对独立，运动链短，可靠性高。与凸轮一连板相比，
棘爪一棘轮储能（ＥＳＩ
锁扣单元
锁扣单元是弹簧操动机构的核心部位，直接影响
到断路器的正常动作。根据断路器工作需要，须在储 能状态与合闸状态保持。锁扣结构是弹簧操动机构中 位置保持以及完成开关自动分闸的重要组成部分。断 路器在储能状态与合闸状态时，锁扣机构的作用如一 个固定支点，当断路器接到合闸信号或分闸信号时，
图１夹板结构 图２一体化机架结构
２弹簧储能单元
储能单元主要有棘爪－棘轮储能、链条储能及齿
２０１３年第７期－●气—幢Ｉ ２３ 万方数据
特别报道
Ｓｐｅｃｉａｌ Ｒｅｐｏｒｔｓ
锁扣机构受脱扣器（一般为电磁铁或手动触杆）的操动， 解除这个支点，弹簧操动机构在弹簧力的作用下，驱 动断路器运动，完成相应动作。锁扣机构工作失灵会 导致断路器分、合闸失败，在电力系统中造成严重的 后果。这意味着对锁扣机构的基本要求首先是工作稳 定可靠，动作灵便、正确，不致出现卡死，从而导致 拒分现象或者空合现象。其次，脱扣机构应具有足够 的机构强度、刚度，较小的脱扣力、脱扣功，较短的
簧操动机构设计都会产生直接的影响。目前市场上较 为成熟的机构的锁扣形式主要有掣子锁扣装置和扇形 板－半轴锁扣装置两种，其结构形式如图６、图７所示。 掣子锁扣多为依靠圆柱面之间的锁闩形式，相对 而言扇形板・半轴锁扣较为灵活，脱扣力小。但是， 在机构实际的操作中，零件在互相碰撞时不可避免地 会产生一些形变和振动，保持掣子之间的相互配合如 果无法在预定时间到达设计要求的弧面约束点，将无 法实现保持，从而使得操作失败，因此，保持掣子的 复位设计举足轻重。相对而言，扇形板．半轴锁扣的 扣接量可调节，锁扣可靠，但随之而来的是脱扣力较大， 对半轴的强度有较高要求。 可靠的锁扣形式必须依托满足使用性能的零件质供参考作用。源自◆ 王海燕研发部长、Ｉ
关键词：中压断路器／弹簧操动机构结构分析
１下关设备依靠操动机构实现其动作形式，配
／Ｉ用的机构主要有断路器操动机构，隔离开 关、接地开关操动机构和隔离－接地三工位操动机构。
其中断路器操动机构技术性能要求较高。目前市场上 配用的机构主要有弹簧操动机构和永磁机构两类。由 于弹簧操动机构相比早期的液压机构、气动机构具有 无漏油、漏气可能，体积小，重量轻等优点和长期的 应用基础，使其在中压开关领域处于主要地位。作为
脱扣时间，这就要求扣接处受力较小，解扣运动件的
行程小，解扣构件的运动质量或转动惯量小。如果锁
图３
７＿＿Ｘ０充气柜用弹簧操动机构
图４焊接机架式布置结构
扣上的载荷非常大，或摩擦对机构动作时间产生严重 影响等，都会大大降低整体性能，所有这些因素对弹
轮储能几种结构，如图５所示。棘爪－棘轮的储能形 式可实现单向传动，避免出现意外情况时发生未储能 到位造成能量无法保持而卸能，实际上是增加了一道 保护环节，但是由于棘爪－棘轮传动时棘轮一直在旋 转，棘爪始终处于啮合状态，因此磨损相对齿轮及链 轮传递时较为严重。同时，电动储能时，棘爪会在棘 轮上跳跃，噪声相对较大。齿轮及链轮储能时，工作 平稳可靠，寿命长，齿轮形式结构紧凑，总体尺寸较小， 链轮形式则有利于结构布置，但是为了防止在储能过
合闸保持掣子
驱动过程中凸轮与拐臂上的行程滚子冲击较大，且传 递效率略低。
分闸位置（合闸弹簧已储能）
图６掣子锁扣（ＣＴ２７）
凸轮一拐臂 图８驱动结构形式
Ｊｌｌ轮一连板
５
缓冲单元
油缓冲器是比较成熟的缓冲结构，应用也比较广
泛。油缓冲器的优点是缓冲能力强，没有反弹力。
合闸位置（合闸弹簧末储能）
６
储能保持掣子 合闸半轴
程中意外状况下的卸能，齿轮及链轮储能形式必须增
加储能过程中的保持机构。 弹簧储能单元依靠自身的弹簧储存能量，储能 弹簧主要有三种形式。①压簧，也称螺旋弹簧。压 簧在缠绕时，各圈之间预留一定间隙，工作时受力（压 力）。②拉簧，也称螺旋卷簧。拉簧采用密绕而成， 各圈之间不留间隙。弹簧两端一般采用３，ｑ－成挂钩 或采用螺纹拧入式接头。③碟形弹簧。要制造储存 能量大的碟形弹簧，加工比较困难，所以目前国产 操作弹簧较少采用这种形式。断路器在运行时弹簧 长期处于拉伸状态，容易疲劳，势必造成弹簧性能 降低，因此应在弹簧制造时选择合格优良的弹簧材 料，并采用可靠的热处理工艺及有效的表面处理措 施，提高其使用性能。 ３
［
１
机架
机架有夹板结构和一体化机架两种，夹板结构如
图１所示，依靠几个定位杆将两块支撑轴系的钢板连
接在一起，实现储能部件和传动部件动作。一体化机 架结构如图２所示，依靠铸造机架或焊接机架支撑。 成套电器由于操作功不高和结构设计需要，多采用焊 接框架的形式，它是夹板式与机架式的综合产物，如 图３所示，此结构形式可实现机构的模块化设计，提 高装配效率，便于维护。 以上几种结构相比而言，夹板式加工和安装方便， 储能和传动部件在开放的空间装配，装配完成后，合 板即可，装配效率高且３ｎ－ｒ成本较低，但抗冲击性不
断路器的核心元件之一——弹簧操动机构设计的关键
技术主要有结构设计、材料选用及热处理状态设计等， 其中结构设计是保证机构性能的基础，主要有以下五 个组成部分：机架，弹簧储能单元，分、合闸锁扣单元，
提下焊接成一体，如图４所示，使加工难度、成套周
期和机架稳定性达到一个更优的平衡点。
驱动输出单元和缓冲单元。
可
特别报道
Ｓｐｅｃｉａｌ Ｒｅｐｏｒｔｓ
特别报道
断路器是电力系统重要的电气设备之一，其技术 特点、性能、结构和运行状态对电力系统的可靠性有 着重大影响。本期特别报道关注断路器设计中的几个 关键技术。 结构设计是弹簧操动机构设计的关键技术，是保 证机构性能的基础。开关设备依靠操动机构实现其动 作形式，配用的机构主要有断路器操动机构、隔离开 关、接地开关操动机构和隔离－接地三工位操动机构。
２２ Ｉ●气一量・２０１ ３年第７期
万方数据
特别报道
Ｓｐｅｃｉａｌ Ｒｅｐｏｒｔｓ
中压断路器弹簧操动机构结构分析
一王海燕王松王金生何周／平高集团有限公司
结构设计是弹簧操动机构设计的关键技术，是保证机构性能的基础，
从机架，弹簧储能单元，分、合闸锁扣单元，驱动输出单元和缓冲单元五 个方面详细地对弹簧操动机构的结构进行了分析与设计，为产品的研制提
３０
真空断路器投切容性负载性能分析及提高措施 断路器框架焊接夹具的设计
３４
要更多的研究性试验去积累数据、分析数据，了解本 质情况，才能从根本上解决问题，提高产品性能，保
障产品使用的高可靠性和质量稳定性。
真空断路器对框架焊接夹具的设计提出了较高的 要求。真空断路器要求框架的整体刚性好，各板之间 间距精确，板上各对应孔同轴度精度高，三相连杆位 置统一。在进行焊夹设计过程中，不仅要考虑夹具使 用时装夹、焊接的方便性，更要考虑夹具须满足工件 的精度要求。焊夹设计时，不仅要选择最佳定位要素 来满足公差要求，更需将各要素进行有机结合，使夹 具总体设计简捷、统一。
分闸位置（合闸弹簧已储能）
可靠性。
（收稿Ｅｌ期：２０１３４）５．０６）ＥＭ
图７扇形板．半轴锁扣（ＣＴ口）
２０１３年第７期・●气一量Ｉ ２５
万方数据
图５储能结构形式
２４ Ｉ●气一量・２０１３年第７期
万方数据
特别报道
Ｓｐｅｃｉａｌ Ｒｅｐｏｒｔｓ
量，锁扣零部件的强度、韧性及磨损甚至表面润滑状 况都是不容忽视的因素。
４输出单元
弹簧操动机构的输出形式基本上都是通过凸轮驱 动行程滚子得以实现。具体分、合闸操作时，有凸轮－ 连板结构驱动和凸轮一拐臂驱动，其结构形式如图８ 所示。 凸轮机构能够精确地实现多种从动运动规律，尤 其当从动件的位移、速度和加速度必须严格按照预定 规律变化时，凸轮机构能精确地实现各种传递函数，
中压断路器弹簧操动机构结构分析 ＡＢＢ带过电流保护的剩余电流动作断路器 ＲＣＢＯ应用于防爆领域的几种解决方案
真空断路器投切电容器组性能取决于真空灭弧室
的质量，同所配断路器的机械特性密切相关。真空断 路器主要由真空灭弧室和操动机构两大部分组成，每 一部分性能的优劣都会影响到断路器整机的性能。相 比较其他开关，真空断路器投切电容器组易发生重击 穿。如何提高真空断路器投切电容器组的能力，不能 仅限于取得型式试验报告，获得市场销售许可，还需