三工位机构工作原理
220KvGIS设备讲解及操作演示幻灯片
弹簧操动机构
• 由于充分利用了电弧自身的能量，所以使开断时对操作功的要求可 以大大降低，一般为“压气式”的20-30%，这样就可以配用简单的 弹簧操动机构，从根本上消除了液压或气动机构的渗露隐患，并且
大大降低机械传动系统和底架所承受的机械冲击力，使断路器的机
械可靠性得到很大的提高。
• 但是我们也应该注意到，自能式SF6断路器由于降低了操作功也会
1-三角板 、 2-棘爪 3-伞形齿轮、 4-手动储能手柄
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三工位的外部结构
三工位隔离接地开关外部结构 1、电动操动机构 2、本体
三工位隔 离接地开关模 块组合了隔离 开关和接地开 关的功能。得 益于该三工位 开关结构的特 殊设计，可实 现接地开关和 隔离开关之间 的有效互锁。
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三工位的内部结构
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分闸操作
1-内输出大拐臂 2-合闸制动块
3-分闸缓冲器
4-羊角掣子
5-分闸掣子
6-分闸电磁铁
分闸脱扣过ห้องสมุดไป่ตู้示意图
如图所示，断路器机构装有两个相同的分闸电磁铁，分闸电磁铁接到分闸信号 后动作，通过分闸掣子使合闸保持掣子与输出拐臂上的合闸制动块脱开，从而 使合闸保持解除。分闸弹簧释放能量，通过分闸弹簧拉杆，带动机构的内、外 输出拐臂运动至分闸位置，同时灭弧室中的触头由机构输出连杆带着运动到分 闸位置。最后分闸运动的动能通过内输出拐臂由分闸缓冲器吸收。分闸缓冲器 也起最后止住分闸运动的功能。
合、分闸电磁铁
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手动操作
如果由于电源或者储能电机故障导致不能 对合闸弹簧进行储能，可以通过专门的储能 手柄进行手动储能。如左图所示,将手柄插到 伞形齿轮的上，逆时针方向转动，储能轴通 过最高点后，大齿轮和储能轴分离，凸轮和 储能保持掣子发生撞击，发出“砰”的一声 响，储能完成。
高压真空断路器与三工位的机械联锁
高压真空断路器与三工位的机械联锁摘要：高压真空断路器与三工位的机械联锁直接关系着操作人员的人身安全和设备的稳定运行，目前存在操作人员不规范或误操作设备发生灾难性的电气安全事故，此类事故可以从设备的机械联锁上进行防护，本文详细介绍了断路器与三工位的机械联锁原理、实现形式，针对典型的结构几种展开了阐述和研究，对于相关设备的结构设计具有借鉴意义。
关键词:高压真空断路器；三工位；机械联锁；结构形式引言在电力系统中，开关设备的联锁装置主要分为机械联锁、电气联锁，其中，机械联锁是保护人身及电网安全、防止设备误操作最直接的实现方式，高压真空断路器作为开断短路、故障电流的保护元件与三工位配套被广泛应用在GIS金属开关设备中，尤其在变电站和地铁上应用量最大，以它技术成熟、稳定性可靠、免维护等优势迅速占据电力市场。
其作为主要的主流保护设备，《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》将防误操作作为重点列入纲目[1]。
现今，断路器与三工位隔离开关的电气联锁方案已经非常成熟，但还存在不可靠的影响因素，例如：元器件质量、接线工艺、线路自故障等因素导致电气联锁失效和不动作等的情况发生，尚不能完全达到“五防”的要求。
近年来，断路器与三工位隔离开关的机械联锁将合闸操作逻辑和分闸操作逻辑进行机械干预，确保现场的操作人员仅能按此操作逻辑顺序执行，直接有效的实现了防误操作的功能，逐渐被制定成了业界内“五防”的硬性要求。
市场上的GIS金属开关设备中的真空断路器和三工位种类很多，机械联锁结构多样，本文就高压真空断路器与三工位的机械联锁进行探讨。
1. 机械联锁在真空断路器与三工位上的应用1.1 高压真空断路器与三工位机械联锁装置的要求《GB3906-2006 3.6KV~40.5KV交流金属封闭开关设备和控制设备》明确把“联锁”要求定为：防误分、合断路器；防带负荷分、合隔离开关；防带接地刀合闸；防带电误合接地刀；防误入带电间隔。
在断路器与三工位的联锁中可以定义为：只有操作指令与设备指令对应才能操作被操作设备[2]，否则定义为误操作；断路器处于合闸状态时存在带负荷的可能，此时不能操作隔离开关合分；仅当接地开关处于分闸状态，才允许依次合隔离开关和断路器；仅当断路器处于分闸状态才允许依次操作隔离开关分，接地开关合；三工位隔离开关与断路器的机械联锁必须严格按上述4点中的逻辑操作顺序设计。
GIS组合电器220kV隔离开关用三工位电动机操动机构
2 产品概述2.1 规格适用于GIS隔离开关操作单元部分，该电动机构可用于驱动两工位隔离（简称DS）、接地开关（简称ES）和三工位隔离接地开关（简称EDS）。
该产品具有体积小，结构简单，动作灵活、可靠性高，机械寿命长、免维护、低噪音等特点。
2.2使用条件：2.2.1 使用场所：户内、户外；2.2.2 周围空气温度：-20℃~+60℃；2.2.3 使用相对湿度30~90%，月平均不大于90%（25℃）；保管相对湿度10~90%.2.2.4 水蒸气压日平均不大于2.2×10-3MPa，月平均不大于1.8×10-3MPa；2.2.5周围没有腐蚀性或可燃性气体，无严重污秽及剧烈震动的场所。
2.3 主要技术参数：2.3.1输出角度：60°（二工位）、60°+ 60°（三工位）88°（二工位）、88°+ 88°（三工位）2.3.2额定输出扭矩：200N·m（转角为60°，堵转扭矩400 N·m）300N·m（转角为88°，堵转扭矩600 N·m）2.3.3 输出方式：花键轴，花键m=0.75，齿数z=36。
输出轴的取向（以正视机构前面板为取向）：左侧、右侧2.3.4 防护等级：IP40。
2.3.5 额定工作电压：DC220V（工作电压范围85%~110%）。
2.3.6 操作方式：电动和手动。
2.3.7 电动机：额定功率300W，额定时间间隔不得小于30S，正向转及反向转的寿命均不低于3万次，工频耐压2kV 1min，雷电冲击耐压4.5 kV。
2.3.8 电动操作动作时间间隔：2次/分钟。
2.3.9 手动操作力：小于250N。
2.3.10 引用规范：GB1985-2004《高压交流隔离开关和接地开关》。
GB/T11022《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》。
DL/T486《交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件》。
三工位开关内部结构
三工位开关内部结构一、机械部分机械部分是三工位开关的基础，它主要负责开关的操作和动作的执行。
具体来说，机械部分包括：1.操作机构：用于接收外部操作信号，驱动开关进行动作。
常见的操作机构有杠杆式、齿轮式、曲柄式等。
2.联动机构：用于连接各个部分，确保开关动作的协调性和准确性。
3.限位机构：用于限制开关的动作范围，保证开关在正确的位置上停止。
二、电气部分电气部分是三工位开关的核心，它主要负责开关的电路控制和信号传输。
具体来说，电气部分包括：1.触点系统：用于接通或断开电路，传递控制信号。
触点系统是电气部分的核心，它的性能直接影响开关的工作效果。
2.电路保护装置：用于保护开关和电路设备免受过电流、过电压等损害。
3.绝缘材料：用于保证开关的电气性能和安全性。
三、控制部分控制部分是三工位开关的重要组成部分，它主要负责接收和处理控制信号，驱动机械部分和电气部分进行相应的动作。
具体来说，控制部分包括：1.控制器：用于接收控制信号，根据预设的程序进行判断和处理，输出控制指令。
2.驱动电路：用于将控制指令转换为机械动作或电气信号，驱动触点系统或其他相关元件工作。
四、指示部分指示部分用于显示开关的状态或位置，帮助操作人员了解开关的工作情况。
具体来说，指示部分包括：1.指示器：用于显示开关的位置或状态，如指示灯、仪表盘等。
2.显示面板：用于显示相关信息，如工作状态、故障代码等，便于操作人员进行故障排除和维护工作。
总之，三工位开关于是一种复杂的控制系统，内部包含了许多不同部件和工作环节，其结构设计需满足各种工作要求和使用条件。
在选择和使用三工位开关时，应充分考虑其内部结构和工作原理，以确保系统的安全、稳定和可靠性。
G93-3000-1S型三工位开关操作机构缺陷分析及整改措施
摘
要 ：在 广 州地 铁使 用 的某 型３ ３ ｋ Ｖ Ｇ Ｉ Ｓ 上 的Ｇ ９ ３ — ３ ０ ０ ０ — １ Ｓ 型 三 工位 开 关操 作机 构 运行 过 程 中多 次发 生 无法 电动操 作 的故 障 ， 主
要 故 障现象 为 操作 电机 在三 工位 开 关未 运转 到位 后 即停 止转 动 ， 使三 工位 开 关处 在未 定义 状态 。 现 针对 这 一现 象分 析该 机 构缺 陷 ， 并提
Ｉ 堡 鱼 里 里 量 垫 望 ｓ ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｇ ｕ ａ ｎ Ｉ ｉ ｙ ｕ Ｇ ａ ｌ ｚ ａ 。
Ｇ９ ３ — ３ ０ ０ ０ — １ Ｓ 型 三工位开 关操作机 构 缺 陷分析及整改措施
陈 崇煜 肖涛古
（ 广 州 地铁 集 团有 限公 司 ， 广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ０ ）
法 电动 操作 的事件 ， 可见该 缺陷 的存 在影 响 了整 个该 型三工
位 开关操作机构的可靠使用 。
机构损 坏， 出现 触点无 法复
位 或 无 法 动 作 的 故 障 。 对
图４ 凸轮与针状按钮 接触
方 式 示 意 图
Ｓ ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｇ ｕ ａ ｎ ｌ ｉ ｙ ｕ Ｇ ａ ｉ ｚ ａ 。 ！ 鱼 重 里 量 垫 堕 Ｉ Ｉ －
并无冗余 行程 ， 若 四个行 程 中的一个 发生故 障或 与机构 配合 不 良， 就会导致机构无法 电动 操作 。
ＤＣ
ｌ １ ０Ｖ
止 时） ， 凸 轮 作 为 操 作 体 与
驱 动 按 钮 的接 触 方 式 如 图４
图 ３ 凸 轮 施 加 于 针 状 按 钮 的 操 动 力 方 向 示 意 图
程 开 关 切 断 电机 电源 。
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三工位开关及机构
N2S—40.5系列开关柜配用绝缘螺杆驱动的直动式三工位开关，“合”—“隔离"-“接地"三个工作状态位置形成自然操作联锁；动静触头采用同轴圆柱结构,导电接触采用美国Baseal弹簧触指,不仅改善了电场分布提高了绝缘性能，也提高了开关的动、热稳定性能。
三个工作位置状态：
⏹连接母线(合闸）
⏹与母线隔离（隔离)
⏹连接到接地触头（接地）
IST三工位开关
●三个位置在操作机构上非常明确。
中间位置是隔离位，两端分别为合闸及
接地位置。
中间隔离位置的动触头在绝缘螺杆驱动下，
向两端极限位运动，使与两端的静触头充分接触，分
别实现合闸和接地。
因此需要时，三工位开关可取消接地,变成隔离开关.
●三工位开关的接地只实现了主回路与接地回路的联
接，电缆回路真正的接地由VEG真空断路器合闸完成，因此，IST的接地开关的短路关合能力由断路器实施。
●操作机构安装于气箱之外的低压室，可以电动和手动操作.
●三工位开关操作机构是非独立的,因此开关运动速度取决于电机的速度或
手动操作的速度。
●操作机构有以下功能单元组成：
－驱动电机
－确定开关位置的微动开关及辅助开关
－机械位置指示
－紧急手动操作系统
－紧急手动操作的机械联锁
三工位隔离刀技术参数：
5.3.3。
1三工位开关的电动操作
通过开关柜面板上的操作按钮操作三工位开关，其操作回路和断路
器之间有电气联锁，以防止发生误操作。
5.3。
3。
2三工位开关的手动操作
图 1
图 2
图 3
⏹合闸位置到隔离位置的操作
➢确认断路器处于分闸位置，如不在分闸位置，操作断路器使其分闸，否则三工位开关无法操作；三工位开关位置参见图8.
➢向左拨动活页（标示1)，将手柄插入操作孔（标示2）,按合闸指示相反方向旋转手柄,旋转到位时，联锁机构会自动卡住手柄,此时隔离开关和接地开关均处于隔离位置，位置指示牌处于图2所示“O" “O”，表示三工位开关处于隔离位置，可以拔出手柄.
⏹从隔离位置到合闸位置的操作
➢确认断路器处于分闸位置,如不在分闸位置，操作断路器分闸，否则三工位开关无法操作.此时三工位开关的位置应处于隔离位置，见图2；
➢向上提“解锁’"拨钮，然后向左拨动活页,将手柄插入操作孔，按指示方向旋转手柄。
旋转到位时，联锁机构会自动卡住手柄,此时隔离开关处于合闸位置，接地开关处于分闸位置，位置指示牌处于图1所示“I”“O”，表示三工位开关处于隔离位置，此时可以拔出手柄。
⏹从隔离位置到接地位置的操作
➢确认断路器处于分闸位置，如不在分闸位置,操作断路器使其分闸;否则三工位开关无法操作。
此时三工位开关的位置应处于隔离开关和接地开关断开位置,见图2；
➢向上提“解锁’”拨钮，然后向左拨动活页，将手柄插入操作孔，按指示方向旋转手柄。
当接地开关位置指示牌处于图3所示“I"位置时，表示接地开关处于合闸位置，隔离开关处于分闸（断开）位置,即三工位开关处于接地位置，此时可以拔出手柄。
➢将断路器合闸，此时整个进出线电缆回路接地操作完成.
⏹从接地位置到隔离位置的操作
➢操作断路器使其分闸；
向左拨动活页,将手柄插入操作孔，按接地指示相反方向旋转手柄，旋转到位时,联锁机构会自动卡住手柄,此时隔离开关和接地开关均处于隔离位置，位置指示牌处于图2所示“O" “O"，表示三工位开关处于隔离位置，可以拔出手柄。