断路器弹簧操作机构动作过程及问题处理
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。
断路器弹簧机构现场安装调试常见故障分析及处理方法探究
断路器弹簧机构现场安装调试常见故障分析及处理方法探究摘要：断路器在整个电力系统中发挥着重要的系统保护作用，断路器弹簧机构作为重要的部件则直接影响着断路器的运行，现场安装调试中可能存在多种故障，必须深入地分析故障成因，并采取措施来加以解决和处理。
本文分析了断路器弹簧机构现场安装调试中的常见故障以及处理方法。
关键词：断路器弹簧机构；现场安装；常见故障；处理方法0 前言断路器弹簧机构主要经历合闸、分闸、弹簧储能几大工作过程，其中合闸过程主要需要合闸弹簧来供应动力，由此来转动牵引杆和漩涡，这其中也涉及到合闸滚轮、拐臂等来带动连板分别朝着上方、右方等运动，来实现整个操作过程。
对应的分闸操作则与合闸操作相反，此时分闸跳口运动方向会有所转变，对应的连板也将获得释放，连板则将整体向下运动。
弹簧储能则是在牵引杆的作用下让离合器齿合，涡轮运动则可以启动电动机，二者合并运动，则让弹簧受到挤压，进而储能，当牵引杆所在的部位越过死点，机构件则无法持续运行，使得离合器、电动机也不能开启电源接电点，弹簧储能走向终点。
断路器弹簧机构经历这三大运动中，弹簧机构面临着一定的故障风险，特别是储能运动。
1 断路器弹簧机构现场安装调试常见故障1.1 储能发动机滞动实际的弹簧机构现场安装调试中经常会出现储能发动机无法启动的问题，其成因相对复杂，主要和参与发动机启动的诸多部件相关，断路器弹簧操作机构的储能电动机一般需要几个关键部分的带动，具体包括：电源自动开关、储能接触器触点、热继电器、储能电动机。
当储能发动机的电源或者二次回路出现故障时，如果储能继电器、或者接触器无法正常运行、运转，电动机则将超载，使得限位开关不能常规化断合，使得储能电动机不能常规化启动，导致电动机的运行状态也无法正常进行。
1.2 弹簧储能不到位当断路器合闸时，储能限位开关则将接通电机回路，这样才能为弹簧储能创造条件，弹簧获得足够的储能后才能在运动中有张力，然而，这其中的弹簧是否能充分储能则有待探究，如果不能充分储能，则可能导致弹簧操作机构无法长时间运行，也将提高线路的风险，进而为整个供电系统带来威胁，弹簧储能不到位的成因主要包括：（1）储能限位开关质量低下。
断路器弹簧机构常见储能故障分析与处理
5第10卷(2008年第7期)电力安全技术断路器弹簧机构常见储能故障分析与处理断路器弹簧机构常见储能故障分析与处理操动机构是断路器的操动执行系统，是断路器的核心动能配套产品，而弹簧操动机构以利用弹簧为动力来实现断路器的分合闸操作。
弹簧操动机构以其优越的性能、安全可靠、维护方便和使用寿命长等优势被广泛使用。
但是，目前使用的弹簧机构多种多样，结构复杂，传动环节较多，时常会出现故障。
1储能控制回路分析弹簧操动机构储能电动机回路一般由：储能电动机电源自动开关(8M)、储能接触器触点(88M)、储能电机热继电器(49M)及储能电动机(M)构成，具体电路见图1。
图1储能电动机回路弹簧储能电动机电气控制回路一般由辅助继电器、电动机热继电器触点、合闸弹簧储能限位开关触点、储能接触器及储能接触器空气延时继电器触蒋超伟（银南供电局，宁夏银南751100）点构成。
工作过程是断路器合闸操作后，合闸弹簧储能限位开关触点闭合，启动储能接触器接通电机回路，对合闸弹簧储能。
当储能到位时，通过机械凸轮使合闸弹簧储能限位开关断开，储能接触器返回，电动机停机。
若电动机运转时间过长，则储能接触器空气延时触点经其整定时间延时动作，启动辅助继电器触点，切断储能电动机回路；当储能电动机出现过载时。
其储能电动机回路中热继电器动作。
热继电器触点闭合启动辅助继电器，切断储能电动机回路。
2储能电动机不启动故障2.1故障原因分析通过对储能电动机回路分析可知，造成储能电动机不启动的原因有如下几点：(1)储能电动机电源及二次回路故障；(2)储能接触器、继电器(辅助继电器、延时继电器)故障；(3)储能限位开关故障；(4)储能电动机过载故障；Jian x iu weih u检修维护降低，高压油推动滑阀上移，将滑阀套筒上的泄油口打开，高压油通过该通道泄油失压，即油动机下腔中的压力油泄掉，阀门在重型弹簧作用下迅速关闭。
在一级导阀上有一个压力调节手柄，正常情况在全关位置，此时针型阀将导阀上的放油孔堵住。
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。
LW25-126型断路器弹簧操动机构储能回路故障分析与处理
LW25-126型断路器弹簧操动机构储能回路故障分析与处理（榆林市供电公司）一、LW25-126型断路器概述LW25-126型高压SF 6断路器系三相交流50Hz 户外高压电器设备，采用自能灭弧结构，每极为单柱单断口，呈I 型布置，每台断路器由三个单极组成，三极同装在一个框架上，配用一台CT20-1XP 型弹簧操动机构进行三极机械联动操作。
弹簧操动机构利用已储能的弹簧为动力，来实现断路器的分合闸操作。
由于不需要专门的操作电源，储能电机功率小，交直流两用，使用方便等优势，伴随着自能式灭弧技术的实现，减少了断路器所需操作功，弹簧操动机构被广泛应用于高压断路器。
但由于弹簧操动机构结构较为复杂，零件数量较多，加工要求较高，传动环节多，时有出现故障。
现就弹簧操动机构储能回路可能出现的故障进行分析并提出处理方法二、弹簧储能回路分析LW25-126型高压SF 6断路器为合闸时弹簧储能，储能电机回路如图1所示。
MTB1/10123412342BP8M 21BP 88M 49M MP2L1T1DC220V/AC220V TB1/112BM 21MN49M L2T2MN2图1储能电机回路图8M 能电机电源控制开关 88M 接触器触点49M 电动机热继电器 M 储能电机储能电机电气控制回路图如图2所示TB1/11BP+TB2/4588M33HBX 49MX 49MXR249M48T 49MX 49MX33hb C NCA1A2A1A2A1A211BP TB1/21BN-11BN DC 220V TB1/448T 88MA1A2图2 储能电机电气控制回路图49MX 辅助继电器 49M 电动机热继电器 33hb 弹簧储能限位开关33HBX 合闸弹簧状态监视继电器 88M 接触器 48T 延时继电器断路器合闸操作后，限位开关33hb 闭合。
启动接触器88M ，88M 触点闭合后接通电动机回路，对合闸弹簧储能，储能到位，通过机械凸轮使33hb 打开，接触器88M 返回，电动机停机。
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断路器弹簧操作机构动作过程及问题处理
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断路器弹簧操作机构动作过程及问题处理
断路器的操作机构有：机架、棘轮、凸轮、棘爪分装和挚止、拐臂、主拐臂、拉杆、分闸电磁铁、分闸锁闩、分闸挚止、合闸电磁铁、合闸锁闩、合闸挚止、保持挚止、防跳装置、缓冲器等。
其核心部件是弹簧。
从分闸未储能到分闸储能的过程。
电机带动减速器，从而达到减速的效果，间接带动棘爪分装和挚止，再带动棘轮和凸轮转动。
因为棘轮和凸轮、拉杆是一体的，所以它们在转动中，回带动拉杆逆时针转动，从而拉动储能弹簧。
合闸锁闩一直顶住挚止，分闸挚止顶住棘轮内部的圆环，棘轮内环成了分闸挚止的轨迹。
当分闸挚止顶入棘轮内环凹进去的部分，弹簧和合闸锁闩会将分闸挚止顶到棘轮内环凹进去的部分限位轴，使储能过程结束。
分闸未储能状态分闸储能状态
从分闸已储能状态到合闸未储能状态的过程。
合闸电磁铁带电，吸合铁心，从而拉动合闸锁闩。
合闸锁闩撤掉给分闸挚止的作用力，弹簧就会将分闸挚止拉开。
限位轴将会失去挚止给它的支持力。
限位轴是棘轮的一部分，因此棘轮也失去一个支持力。
此时，棘轮只剩下弹簧给它的拉力。
因此，弹簧会将棘轮往下拉，使棘轮逆时针转动。
凸轮与棘轮同轴连接。
因此，凸轮也跟着转动。
进过一定行程后，凸轮会打到主拐臂，给主拐臂一个冲击力。
由于杠杆作用，主拐臂靠近棘轮的一端将向棘轮外运动，最终甩到合闸挚止；主拐臂靠近开关连接杆测的部分将靠连接杆测运动，最终推动机构连杆，使开关合闸。
主拐臂靠近棘轮的一端成为了合闸挚止的轨道。
最终合闸挚止通过保持挚止、分闸锁闩支撑，将主拐臂给顶住。
因为拐臂与主拐臂同轴连接，所以在凸轮会打到主拐臂时，拐臂会随着凸轮给主拐臂的冲击力向分闸弹簧方向运动，从而给分闸弹簧储能。
最终，依然是通过合闸挚止将主拐臂顶住，再将拐臂顶住。
分闸已储能状态合闸未储能状态（分闸弹簧已储能）从合闸未储能状态到合闸已储能状态的过程。
此过程与从分闸未储能到分闸储能的过程一致。
电机带动减速器，从而达到减速的效果，间接带动棘爪分装和挚止，再带动棘轮和凸轮转动。
因为棘轮和凸轮、拉杆是一体的，所以它们在转动中，回带动拉杆逆时针转动，从而拉动储能弹簧。
合闸锁闩一直顶住挚止，分闸挚止顶住棘轮内部的圆环，棘轮内环成了分闸挚止的轨迹。
当分闸挚止顶入棘轮内环凹进去的部分，弹簧和合闸锁闩会将分闸挚止顶到棘轮内环凹进去的部分限位轴，使储能过程结束。
合闸未储能状态（分闸弹簧已储能）合闸已储能状态（分闸弹簧已储能）
从合闸已储能状态到分闸已储能状态的过程。
此过程与从分闸已储能状态到合闸未储能状态的过程类似。
分闸线圈带电，使铁心将分闸锁闩顶开。
此时，分闸弹簧卸能，拐臂远离棘轮，达到带动主拐臂的目的。
在分闸弹簧的拉动下，分闸挚止失去支持，使主拐臂靠近棘轮的一端向凸轮方向运动，主拐臂靠近开关连接杆测的部分向机构连杆的反方向运动，使开关分闸。
在保持挚止的作用下，合闸挚止顶住了主拐臂，使整个过程得以结束。
储能弹簧状态保持不变。
合闸已储能状态（分闸弹簧已储能）分闸状态已储能（分闸弹簧未储能）
从合闸未储能状态到分闸未储能状态的过程。
此过程与从合闸已储能状态到分闸已储能状态的过程一致。
分闸线圈带电，使铁心将分闸锁闩顶开。
此时，分闸弹簧卸能，拐臂远离棘轮，达到带动主拐臂的目的。
在分闸弹簧的拉动下，分闸挚止失去支持，使主拐臂靠近棘轮的一端向凸轮方向运动，主拐臂靠近开关连接杆测的部分向机构连杆的反方向运动，使开关分闸。
在保持挚止的作用下，合闸挚止顶住了主拐臂，使整个过程得以结束。
储能弹簧状态保持不变。
合闸未储能状态（分闸弹簧已储能）分闸状态未储能（分闸弹簧未储能）棘轮缺齿，会造成什么问题呢？
棘轮缺齿，会造成储能的时候，棘爪分装在缺齿前一直爬得很顺利，但是到缺齿部分，棘爪分装没抓稳，导致弹簧拉动棘轮反转，最终造成机构无法储能。
针对机构的半分半合，应该主要考虑凸轮。
凸轮与拐臂的间距一般为1.5+-0.02mm。
间隙过小，会因为凸轮冲程不够，而造成半分半合。
过大，会因为冲击力过大，从而影响到机构的寿命。