高压断路器液压操动机构特性分析
液压机构讲义(最新)
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六、检修与维护
序号 1
2
项目
*操作机构整体检查 *操作机构各锁片、固定螺栓紧固、防
慢分销等检查 *传动件润滑检查 *储能构件检查 *机构有无漏油现象，油位是否正常
行程开关检查
内容
*螺栓紧固 *卡圈位置正确，转动灵活 *传动件润滑完好 *储能运转应灵活 *机构不得有漏油和明显渗油现象，根据漏点 确定返修方案
CTY机构总装图
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五、动作原理
当充压模块打压，经储能模块给碟簧组储能后， 高压油腔具有了高压油，如分闸状态图所示。此时主 活塞杆的活塞上面为高压油下面为低压油，机构处于 分闸状态。。当合闸一级阀动作后，二级阀换向，使 P口和Z口导通，这样主活塞杆的活塞上面和下面都为 高压油。因下面的油压面积较上面大，所以下面的压 力大，故而主活塞杆向上运动，实现合闸。合闸后， 辅助开关转换切断合闸一级阀的二次回路；同时监测 模块启动电机充压，能量储满后自动停止。机构保持 在合闸状态。如合闸状态图所示
监测模块组装图
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四、设计结构
6. 碟簧组装配：是机构的能量储存元件。碟簧片 间采用钢丝圈来支撑、约束，与常规的小支撑 面结构比，碟簧出力更均匀，自定位和自导向 能力好，这样对导向柱的要求可以大大降低。
7. 低压油箱：如总图所示，装于工作缸上面。 8.支撑架和辅助开关等附件：如总图所示，附件
包括支撑架、辅助开关、位置指示器等。其中 辅助开关装在支撑架上，并通过连杆和拐臂与 活塞杆相连，显示机构的分、合闸状态信号。
CTY-5
CTY-10
CTY-20
CTY-30
41.5±2
55±2
55±2
55±2
≥2600
≥4200
LW10B-252型220kV断路器液压机构原理及打压异常的分析
LW10B-252型220kV断路器液压机构原理及打压异常的分析邮编:570300一、前言500kV福山变电站共在运7组河南平顶山高压电气股份有限公司LW10B-252型220kV液压机构断路器，2009年6月投运至今已超过10年时间，断路器液压机构主要部件存在老化及性能降低的风险，日常运行中曾多次发现断路器打压异常的缺陷，本文通过介绍设备原理及结构，了解相关设备缺陷的特征表象，熟悉相关运维措施及应急处置流程，为现场人员开展处置提供一定参考。
二、断路器液压机构工作原理2.1 电气控制回路原理图1 储能电机启停控制回路图3 油压整定值设定表1 储能电机启停控制回路元件表KT电机打压时间继电现场设定为40S器EHP热继电器电机过载时，能动作切断回路电机打压控制回路说明：1）正常运行方式下，储能电源空开QF1在合闸位置，当油压值下降到≤25±1MPa时，KP5的1-2接点接通，KP6的1-2接点接通，电机正常时热继电器EHP不动作，95-96接点闭合，储能电机启动继电器KM带电励磁，1、3、5接点闭合，73-74接点闭合，储能电机启动，油泵开始打压。
信号回路中的144-145接点闭合，后台报“油泵打压动作”信号，电机打压时间继电器KT带电。
2）当油压升高至26±1MPa时，KP5的1-2接点断开，KP6的1-2接点还在闭合位置，此时储能电机仍在转动，油泵继续打压，电机打压时间继电器KT带电。
3）当油压升高至大于26±1MPa时，KP6的1-2接点断开，储能电机启动继电器KM失电失磁，油泵打压完毕。
电机打压时间继电器KT失电，信号回路中的144-145接点断开，后台报“油泵打压复归”信号。
4）当油泵打压2min-2.5min后油压值仍未大于26±1MPa时，电机打压时间继电器KT动作，15-16接点断开，储能电机启动继电器KM失电失磁，油泵停止打压，信号回路中的142-143接点闭合，后台报“油泵打压超时动作”信号。
高压断路器的操动机构讲解学习
各种操动机构
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2电磁操动机构
靠电磁力合闸的操动机构称为电磁操动机构。电磁操动机 构的优点是结构简单、工作可靠、制造成本较低，缺点是 合闸线圈消耗的功率太大，因而用户需配备价格昂贵的蓄 电池组。电磁操动机构的结构笨重，合闸时间长(0.2s— 0.8s)，主要用来操作126kV及以下的断路器。
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1.操动机构
定义：独立于断路器本体以外的机械操动装置， 通过它可以对断路器进行操作。通常与断路器 分开装设。
特点：一种型号的操动机械可以配用不同型号的 断路器，同一型号的断路器也可以配装不同型 号的操动机构。
作用：将其它形式的能量转换成机械能，使断路 器准确地进行分、合闸。
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各种操动机构
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5气动操动机构
利用压缩空气作为能源产生推力的操动机构称为气动操动 机构。
各种操动机构
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6永磁操动机构
利用钕铁硼永久性磁铁作为能源产生推力的操动机构称为 永磁操动机构。
型式 手动 电磁 弹簧
液压 气动
主要优点
主要缺点
备注
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1结构简单，价廉2不 1不能遥控和自动合 用于12k V以下，开
对操动机构的基本要求
断路器的全部使命，归根结底是体现在触头的分、合动作 上．而分、合动作又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。 1.具有足够的合闸功率，保证所需的合闸速度。 2.能维持断路器处在合闸位置，不产生误分闸。 3.有可靠的分闸速度和足够的合闸速度。 4.具有自由脱扣装置。 5.防跳跃 6.在控制回路中，要保证分合动作准确、连续。 7.结构简单、体积小、价格低廉。
500kV断路器液压弹簧机构频繁打压故障的分析
500kV断路器液压弹簧机构频繁打压故障的分析摘要：高压断路器可灵活投切线路、电气设备，配合电网运行方式，快速切除隔离电网故障部分，是电力系统中最重要的控制和保护设备。
断路器的动作特性直接取决于操动机构，500kV断路器液压弹簧机构采用差动式工作缸，弹簧储能液压连杆混合传动方式，集成液压回路无外接油管，工作特性基本不受温度变化影响。
设备运行过程中，受制造、装配、安装、环境等多种因素影响，液压弹簧机构可能出现闭锁、误动、拒动、无法储能、频繁打压等故障问题。
关键词：500kV断路器；液压弹簧机构；频繁打压故障引言液压弹簧控制机制将碟形弹簧的机械能存储与液压驱动和控制的优点结合起来。
碟形弹簧的力直接作用于三种储能活塞，弹簧力和弹簧行程表示的机械能被转换为储能活塞的压力和体积表示的液压能量。
由于高压油储能活塞和工作油缸之间的能量传递，工作机制可以快速开启和关闭制动器。
泵送的存储装置比传统装置更频繁地启动和停止，输出开关工作频率更高，因此液压弹簧工作机构容易出现故障。
1液压弹簧机构基本结构机构采用模块化结构设计，按功能分为充压模块、储能模块、工作模块、控制模块、监测模块。
碟簧力直接作用于3个储能活塞上，通过储能活塞把由弹簧力和弹簧行程表示的机械能转换成由压力和体积表示的液压能。
通过高油压储能活塞和工作油缸之间的能量传输，使操作机构能进行快速的合分闸操作。
该型号的液压弹簧操作机构运行和维护指导说明书中指出：断路器无操作的情况下，每天启动10次(月平均值)为正常；超过10次(月平均值)则需对机构加强观察；超过20次(月平均值)则需通知厂家。
据此判定500kV断路器B相操作机构频繁打压，申请停电检修。
2频繁打压原因常压液压弹簧机构的原因如下:1)由于外部泄漏，机构油位低。
每次按压后，压力逐渐下降到发动机启动触点的工作值，导致发动机重启以调整压力。
2、内部密封松动，高压油路泄漏到低压油路中，使油压无法正常维持，机构经常受到抑制。
高压断路器机械特性试验的分析
高压断路器机械特性试验的分析发布时间：2022-02-15T08:18:55.132Z 来源：《电力设备》2021年第12期作者：吴林波贾月李扬杜彬[导读] 高压断路器是电力系统中实现故障隔离最可靠的手段之一，作为电力系统抵御故障的最后一道防线，高压断路器即使是在长时间不活动之后也随时可以充当开关设备，中断故障。
由于高压断路器的故障可能导致电力系统不可用，因此高压断路器是电力系统的主要和关键组件，对其机械特性进行试验是保障其可用性的有效措施。
重视高压断路器机械特性试验，对试验数据分析处理中的误区进行分析，保障机械特性试验数据诊断的准确。
（河南平高电气股份有限公司河南省平顶山市 467000）摘要：高压断路器是电力系统中实现故障隔离最可靠的手段之一，作为电力系统抵御故障的最后一道防线，高压断路器即使是在长时间不活动之后也随时可以充当开关设备，中断故障。
由于高压断路器的故障可能导致电力系统不可用，因此高压断路器是电力系统的主要和关键组件，对其机械特性进行试验是保障其可用性的有效措施。
重视高压断路器机械特性试验，对试验数据分析处理中的误区进行分析，保障机械特性试验数据诊断的准确。
关键词：高压；断路器；机械；特性试验；分析引言在整个高压电力动作系统中，核心运作的中枢就是断路器，其也是对运转过程中线路方面的保护设备。
在中枢进行电流循环的过程中，断路器的主要作用是保持电路的流畅运转以及紧急情况时能断开设备，在电流超出所能承受范围时进行保护。
它的运转关系系统安全，所以应有做好试验，这是对于系统而言，是必要的保险措施。
眼下多数失灵，均是由运行时的误操作引起。
1高压断路器机械特性试验高压断路器机械特性试验的内容。
高压断路器机械特性试验主要对高压断路器的分合闸动作电压、分合闸时间参量以及分合闸速度进行测验。
为了保障高压断路器的正常运行，要确保低限度下的分合闸动作电压可以维持高压断路器的正常运行，分合闸动作电压可以分为分闸动作电压以及合闸动作电压，根据相关标准要求，合闸的最低电压不能超过额定操作电压的80%，如果合闸电压过高会影响高压断路器的正常合闸，甚至造成整个高压断路器的使用故障，根据经验得出高压断路器的合闸电压一般在额定操作电压的50%左右。
高压开关操动机构简介
高压开关操动机构简介一、综述1操动机构的分类1.1按用途分类：可分为断路器用操动机构和隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类用操动机构两大类。
1.2按传动介质分类：可分为电动机构、手动机构、气动机构、液压机构、弹簧机构、电磁机构、永磁机构、爆炸机构等多种类型。
断路器最常用的机构类型有永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构四种类型。
隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机构、手动机构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构。
断路器最常用的永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构特点比较及适用范围见表1。
隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机构、手动机构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构见表2。
表12 设计要求2.1 材料及热处理、表面处理要求除液压机构、气动机构要求较高外，其余机构一般轴类零件选用中碳钢45号钢、热处理调质；销类零件用低碳钢热处理渗碳淬火；齿轮类零件用中碳钢热处理整体调质、齿面淬火。
表面处理主要有镀锌、磷化、油漆等。
2.2 传动件的外购件选用弹簧类常用有拉簧、压簧、扭簧；轴承类常用有滑动轴承和滚动轴承，滑动轴承类常用有不带挡边和带挡边两种DU型无油轴套、滚动轴承类常用各种滚针轴承。
3 制造要求除液压机构要求较高外，其余机构和一般机械类零部件的制造要求相似。
除常规加工机床外，一定要有几台加工精度较高的数控车、数控铣床和一两台加工中心；内、外圆磨床、无心磨床要用。
一般机构组装后重量不太重，一吨吊车就完全够用了。
外部协作方面除热处理、表面处理外，还要用到钢铸件、铝铸件甚至可能是铜铸件和塑料压制件的协作单位。
电磁铁线圈的制造也需要外协。
4 试验手段要求机构组装好后，要进行工频耐压试验、绝缘电阻测试、机械特性测试、机械寿命试验、噪声测试等一系列试验，要有相应的仪器和设备。
5 人员要求除机加工技术人员和技工外，应另外配备熟悉高压电器的设计人员两名、试验人员一人、装配工艺员一人、销售技术员一人。
220kV断路器操动机构性能及检修探析
２ ２ ０ ｋ Ｖ断路器操动机构 性 能及检修探析
刁 群
（ 重庆大唐 国际石柱 发电有限责任公司 ，重庆 ４ ０ ９ １ ｏ ６）
【 摘 要】 在 断路 器 中最重要的组成部分就是操动机构 。操动
第 四 ，液 压操 动机 构 大 多 数 可 以活 动 的 零 件 都 浸 泡 在 航 空液 压
机 构 是 为 电路 器 提 供 能 量 的 分 电路 ，是 影 响 断路 器结 构 性 能的 最 重 要 原因 ，同时在 断路 器的检修过程 中，对于操动机构的检修是检修
操动 机 构 不 能 自行储 能 。经 常见 到 的产 品有 ， 西 门 子 的 ３ Ａ Ｔ ／ ３ Ａ Ｑ液 压油泵机构不 能打压 ，或是打压时间过长；西高的 Ｌ Ｗ １ ５气动操 动机 操动机构在 断路器 的组成 结构中具有十分重要 的作用 ，其是操 构在 内部压力 降低到气泵最小值时 ，不 能自行补压 ； 作合 闸动力 ，也 是断路器 完成 分闸的动力 。按照操动机构主要 的作 第 二，操 动机 构的密封产生缺陷 。其主要变现为 ，因为 密封存 用 是 按 照 相 关 国家 和 Ｉ Ｅ Ｃ 标 准 的 规 定 顺 序 来 操 动 断 路 器 实 现 分 合 在漏缝 ，或是密封物 老化 ，导致液压操动机构和气动操动机构 的高 闸，并使其一直保持在相对应的合、分 闸位置上 ， 操动机构 的性能 、 油压的 回路产生漏油 、漏气现 象。经常见到 的操动机构包括 Ｌ Ｗ Ｉ ５的 精度、可靠性 ，决 定了断路器 的工作 状态和实际效果 。现阶段 ，根 气动操动机构其机构的放水闸 、分 闸阀、高压底板等部位的漏气 ； 据不同断路器 电压等级对 操动机 构进行配置 ，按照能量储存方式 的 第三 ，操动机 构的信 号产生 异常。其主要表现为 ，因为操动机 不同分为三种，包括：弹簧机构、气动机构 、液压机构。 构的微开关 、压力开关或是与继 电器有 关的接触 点连接不 良或是元 １弹簧操动机构 的结构与特点 件破损等，导致操动机构发送信息产生异 常，或是不能将信息放送 弹 簧 操 动 机 构 其 工 作 原理 是 ：根 据 电 动 机 对 合 闸 具 有 一 定 的 储 出去 。经常见到 的操动机构包括 ，３ Ｔ Ａ 液压操 动机构错误发 出氦气 能能力，具体来讲弹簧 的储能通过 电动 机减 速装置来完成 ，并经过 泄露的警报；弹簧操动机构到达储能位置后，指示灯没有亮起等 ； 闭锁 系统保持在储能状态 。分 闸时，通 过分 闸按钮 锁使扣借助磁力 第四 ，操动机构控制 回路 的线路 断开 。其 具体表现为，操动机 脱扣 ，分闸弹簧释放能量 ，经过机械传递单元使动触 头运 动。分合 构的回路产生异常，导致分 闸、合 闸的回路线路 断开 ，开关没有起 闸弹簧是两个独立的螺旋式高压缩型弹 簧，电机 给合闸弹簧储能后 到分闸、合 闸的作用 。经常见到 的现象有操动机 构的合闸、分 闸线 在合 闸过程 中，除 了合 闸释放能量还会给分 闸弹簧储 能，合闸弹簧 圈被烧 毁；回路接线 的端 口产生脱落或是松动 ；气压 或是油压开关 释放 ，储 能电机立刻给其储能 。操动机构整体性 强， ． 不 用配备附 的 接触 点 产生 故 障 等 ； 第五，操动机构本身所产生 的机械故 障。其具体表 现为，设备 属设施 ，并且不 受周围环境温度影响 ，性能好 、运行 效率 高。然 而 因为其 结构较为复杂，对施工技术 的要求相对较 高。 目前，弹簧机 受到震 动、或转动部位的润滑条件受到变动 、生锈 、腐蚀 等因素的 械系统 已经逐渐取代液压机构 ，在 ２ ２ ０ ｋ Ｖ Ｓ Ｆ ６型号 的断路器 中，可供 影 响，导致机械 部件不能正常运行 。经常见到 的机械故 障包括 ，传 选择生产弹簧机构 的厂家越来越 多，使用 Ｓ Ｆ ６常见的断路器可 以将 动器 的连接杆变 形或是脱落、机械 的弹簧脱落 、 ． 辅助转换 的开 关不 弹簧机构 替换原有 的机构 。例如 ，西 门子 的 ３ Ａ Ｐ Ｉ断路器 、阿海珐 的 到位 等 。 Ｇ Ｌ ３ １ ４ 断路器、Ａ Ｂ Ｂ的 Ｌ Ｔ Ｂ ２ ４ ５ 断路器 ，它们都是用弹簧操动机构 。 ５ 操 动 机 构 在 检 修 中的 重 点 操动机构 在后期的维护、检修过程 中，首先要对各个组成 部件 ２气 动操动机构的结构与特点 气压操动机构 主要 的特点是 ，运用空气压缩器将分 闸产生 的能 的型号进行充分 考虑 ，在维护、检修前要保证操动机构 已经对 能量 量 ，经过对 空气 进行压缩 达到分闸的 目的， 同时结合分闸弹簧 的储 进行储存 ，并且 检查回路中是否还连着 电，以及断路器 目前合 闸、 能能力 ，将合 闸用 弹簧合 闸完 成。其结构主要是 由：控制 阀、脱扣 分 闸的位置等 内容。并向有关工作人员询 问操动机构在工作 中有无 器、分合 闸线 圈、空气压 缩装置 、合闸弹簧、储气罐 、分 闸维护挚 产生异常 ，并且产生缺 陷的具体表 现，对缺陷产生的原因充分 了解 子 等 部 件 组 成 。 它 具 有 以下 显 著 特 点 ： 后才能对操动机构进行检修 。在检 修时要严格遵守 “ 一看、二试、 三断 电、四释压 ”的操 作流程 ，一定注意千万不要在没有释放压力 第一 ，可靠性强 ，不 易损毁 、方便简单 ； 第二 ，不会产 生慢 合与慢分 现象。分闸位置 由挚子封死 ，合 闸 时 ，就盲 目拆卸 、安装操动机 构，避免操动机构因为检修人员 的突 位置 由弹簧保持 ； 然进入 ，使工作人员受伤或是 设备 受损。按照机 械设备的具体情况 第三 ，气动操动机构具有 良好的缓冲性能 。气动操动机构的活 以及在实际工作 中产生 的问题 ，除了进 行常规的维修 以外，在对操 塞和油缓冲装置直接相连 ，使 断路器在 合闸、分闸时所产生的冲击 动机构进行检修时还要重点注意下面几点 内容： 第一 ，液压机构 中液压 系统的排 气。在液压油中 由于受到空气 力有效减缓； 第四 ，有防止跳跃 的功 能。除电气具有防跳跃 功能外，在机械 的影响，经常会使操动机构 的合 闸、分 闸装 置受 到影响，同时会导 机构 上还 增 设 一 套 防 跳 跃 机 构 ； 致低压油泵外侧 有空气存在，进而导致打压效率低 ｛ 第二 ，操动机构 的压力开 关动作 值的测定和信息的核对 。主要 第五，断路器在合闸和分闸时机械性能稳定； 第六，在 对储气罐进行定期排水时，分闸时噪声很大。 包含气动操动机构与液压操动机构 中油泵补 压的起 、停值；油压下 ３ 液压操动机构的结构与特点 降合闸、分闸的 闭锁值 ：油压安全 阀动作 的复位值 等。动作值 一定 液压操动机构 的主要工作原理是 ，以液体 不能被压缩为理论基 要和厂家规定的数值相一致 ，倘若产 生偏差 要及 时更换。并且，对 础 ，将 液压 油作为传送介质，用高纯度 的氮气作为储 存媒 介，从而 相应的压力报警进行核对 、并检查 闭锁信号 是否正常，在对信 号进 实现对 能量 的储存 工作 ， 经过 高压油将 其输送 到机 构两侧 工作缸 中， 行核对 时，为了防止 内部信号 的回路产生异 常，进 而使信 号产 生误 以便使 断路器 达到合闸、分闸的操作 。液压操动机构 的主要组成 部 发现象 ，因此要注重不能使用端 口信号接触 点链接法进行 模拟 信号 件包括 ：压力开关、分合 闸线 圈、油箱 、工作缸、储压筒 、油泵等。 发送信 息； 第三 ，液压操动机构零压力 闭锁 和储 存压 力的氮气简预冲压力 其具有下面几 点特 点。 第 一，航空油的液压状态通常情况下是不 能被压缩 的，因此 ， 的检测 。在机构工作 中，当操动机构产生高压漏 油现象时或是油压 航空油具有准确性 高、使 用时间短 、传播速度快等特 点； 降至零 点时，为防止产生油泵重新补压时过慢 的现 象。要 设有 零压 第二，因为液压操动机构在工作 限定 时间内的油压较 高，通常 力闭锁 功能，经油泵 的电源切 断。在对储存压力 筒中的氮气进行预 冲压力测 量时，注意检 查氮气 是否产 生泄露现象； 超过 ２ ０ Ｍ Ｐ ａ ，因此，使用体积较小的工作缸可 以得到较大 的分闸、 （ 下转第 ２ ８ ５页 ） 合 闸能 量 ； 第三，液 压操动 机构 的输 出性 能平稳 ，负载 匹配特 性好 ；
操动机构
XRNT型熔断器外形结构
1-瓷质管 2-金属管帽 3-弹性触座 4-接线端子 5-绝缘子 6-底座
RW10-12型跌开式熔断器外形结构
1-管帽 2- 操作环 3-熔断器 4-劢触头 5-静触头 6-下接线端子 7-固定安装板 8-绝缘瓷瓶
高压负荷开关
断路器分闸时丌单能分合正常的负荷电流，通常 在设计合理的前提下，还能安全分合短路电流。当然， 断路器的综合价格也丌低（丌单涉及断路器本身的采 购价格，还涉及建安费、配套设备和检修等费用）， 在某些场合下，采用断路器将存在投资浪费，因此负 荷开关应运而生。
隔离开关与断路器配合进行倒闸操作
操作隔离开关时必须注意：绝丌允许带负荷电 流分闸，否则，断开间产生的电弧将烧毁触头戒形 成三相弧光短路，造成供电中断。因此，隔离开关 不断路器串联于电路中时，隔离开关必须遵守先合 后分的原则；在并联时，必须遵守先分后合的原则。
隔离开关的类型
接地闸刀
支持绝缘
主触头
110kV带地刀三相手劢 隔离开关
2）保持合闸
由于合闸过程中，合闸命令的持续时间很短，而 丏操劢机构的操作力也只在短时内提供，因此操劢机 构中必须有保持合闸的部分，以保证在合闸命令和操 作力消失后，断路器仍能保持在合闸位置。
3）分闸
操劢机构丌仅要求能够自劢分闸，在某些特殊情 况下，应该可能在操劢机构上迚行手劢分闸，而丏要 求断路器的分断速度不操作人员的劢作快慢和下达命 令的时间长短无关。
为了减少分闸信号的能量，达到快速分闸、简化继 电保护回路的要求，在操劢机构中应有分闸省力机构。
4）自由脱扣 自由脱扣指的是在断路器合闸过程中接收到分闸
命令时，机构终止执行合闸命令而改为执行分闸命令。 手劢操劢机构必须具有自由脱扣装置，才能保证