断路器的弹簧操动机构
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。
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。
断路器弹簧机构特性的监测方法
断路器弹簧机构特性的监测方法摘要：储能弹簧作为断路器操动机构的储能核心构件，结构简单的弹簧操动机构广泛地应用于不同电压等级的断路器中，通过弹簧特性监测可以了解高压断路器的运行状态，尽早发现潜在故障，及时采取预防措施，保障电网运行的可靠性。
关键词：弹簧机构；特性；监测方法高压断路器是电力系统中最重要的开关设备之一，随着断路器灭弧能力的逐步提高，结构简单的弹簧操动机构越来越广泛地应用于更高电压等级的断路器中。
作为操动机构的储能核心构件——储能弹簧在长期运行中由于材料的疲劳及蠕变等原因产生应力松弛现象，尤其是弹簧断裂，使弹簧储能降低，导致断路器分合闸速度降低或不能分闸，严重时发生灭弧室爆炸事故，对电网的稳定运行产生严重威胁。
一、弹簧操作机构监测的总体方案在对断路器进行分、合闸操作时，首先需要进行储能操作，通过电机对合闸弹簧完成储能后，弹簧操动机构维持在储能状态；其次，在执行合闸操作后，合闸弹簧储存的能量被全部释放出来，其中一小部分被用于保证操作的顺利进行，剩余大部分能量被用于分闸弹簧储能操作，以此保证在合闸操作执行完后能顺利执行下一步分闸操作。
之后，当合闸弹簧释放能量完成后，再一次进行合闸弹簧储能操作；最后，当弹簧操作机构执行分闸操作时，分闸弹簧将储存的能量全部释放，当执行完后便恢复到初始储能状态。
针对断路器的合闸储能弹簧进行监测，即对断路器的合闸动作和储能动作进行监测。
为得到合闸储能弹簧的状态，对合闸储能弹簧的压力、合闸储能弹簧的动作行程、合闸行程曲线、储能电机电流4个参数进行监测。
其中合闸储能弹簧的压力值既可以评估断路器在运行过程中合闸储能弹簧的储能状态，又可以在断路器动作过程中评估合闸储能弹簧的出力状态；合闸储能弹簧动作行程结合合闸储能弹簧压力的变化可以得到合闸储能弹簧的实时出力；合闸行程曲线可以间接地反应合闸储能弹簧的出力状态；储能电机电流可以间接地反应合闸储能弹簧在储能过程中的受力状态目前，断路器的振动监测系统以合闸储能弹簧压力值和合闸储能弹簧动作行程为主要监测参数，以合闸行程曲线和电机电流为辅助监测参数，通过测量可以分析和评估断路器合闸储能弹簧的性能状态。
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。
中压断路器弹簧操动机构结构分析
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
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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，
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。
断路器弹簧操动机构CT8-114详情说明
一、CT8-114断路器弹簧操动机构称说明概述CT8-114断路器弹簧操动机构称可在工作电流范围内进行频繁的操作或多次开断短路电流;机械寿命可高达30,000次，满容量短路电流开断次数可达50次。
断路器弹簧操动机构适于重合闸操作并有极高的操作可靠性与使用寿命。
断路器弹簧操动机构(普通型)采用了立式的绝缘筒防御各种气候的影响;且在维护和保养方面，通常仅需对操作机构做间或性的清扫或润滑。
断路器弹簧操动机构(极柱型)采用了固体绝缘结构—集成固封极柱，实现了免维护。
断路器弹簧操动机构在开关柜内的安装形式既可以是固定式，也可以是可抽出式的，还可安装于框架上使用动静触头允许磨损累计厚度mm 3四、断路器弹簧操动机构选型用户可根据被保护对象选用不同型号的断路器弹簧操动机构，对使用场所的不同可选用防污型和高原型。
为满足市场的需求我厂可根据用户的要求设计各种非标产品。
《断路器弹簧操动机构CT8-114》五、断路器弹簧操动机构使用条件：1.适用于户内、外；2.环境温度-40℃~+40℃；3.海拔高度不超过3000m（瓷套式不超过1000m）；4.电源频率不小于48Hz、不超过62 Hz；5.长期施加在断路器弹簧操动机构端子间的工频电压不超过断路器弹簧操动机构的持续运行电压；6.地震烈度8度及以下地区；7.大风速不超过35m/s。
8.断路器弹簧操动机构保护发电厂、变电站的交流电气设备免受大气过电压和操作电压的损坏。
断路器弹簧操动机构是变电站被保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。
断路器弹簧操动机构测量电流是否超过电动机的额定电流值，调整整定电流值。
电动机运行时过载，热继电器的辅助头，常闭点断开，常开点闭合的特性进行保护。
在继电控制中把常闭点与停止按钮串入，过载时停止电动机运行，并给出报警信号。
六、断路器弹簧操动机构基本原理断路器弹簧操动机构是一种过电压(电流)保护器，主要用于保护电力系统、铁道电气化系统、通讯系统中的各种电气设备（变压器、开关、电容器、阻波器、互感器、发电机、电动力、电力电缆等）免遭大气过电压、电流操作过电压（电流）和工频暂态过电压（电流）等损坏，是电力系统绝缘配合的基础。