断路器弹簧操作机构
断路器弹簧机构储能故障分析
断路器弹簧机构储能故障分析随着社会的发展，科学技术的发展也有了很大的创新。
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般3kV断路器主要品种有：塑壳断路器、塑料外壳式断路器、漏电断路器、小型断路器、高分段小型断路器、高分段小型漏电断路器、小型漏电断路器、照明配电箱、双电源自动切换装置、智能型万能式断路器。
标签：断路器;弹簧机构;储能故障分析引言断路器对电力系统的稳定和安全运行有非常重要的作用，它主要实现对故障线路进行带负荷切除，把故障点电弧消除隔离开来，文章阐述断路器的故障类型及产生原因，重点介绍了断路器拒动和误动等本体上的故障。
最后对其弹簧储能机构存在的回路故障进行总结，同时提出相关的改进措施与方案。
1某市供电局断路器弊端简述现阶段，某市局所辖站内110kV及以下电压等级断路器多采用弹簧操作机构。
该机构通过储能弹簧的伸缩存储并提供断路器分合闸操作所需能量，而不是直接来源于电磁力，相对于传统的电磁操作机构，分合闸电流小，对电源容量的要求低，动作速度快，但也存在结构相对复杂，故障几率相对较高的缺点。
在运行过程中，线圈烧毁的事故时有发生，轻则将导致不必要的停电检修，影响正常用电。
重则导致当系统发生短路故障时，保护跳闸不能正常动作，造成越级跳闸，扩大停电范围，造成严重的经济损失。
2分合闸线圈工作原理分合闸线圈主要是电磁当储能以动作于控制回路上，控制回路通上220V直流电时，线圈两边有电流通过，由于电磁感应原理，套在铁芯上的空心线圈产生很强的磁场，吸引吸盘快速向上撞击，使得弹簧储存的能量释放，断路器完成分合闸动作。
完成分合闸动作后，线圈两端失电，又恢复至原来的位置。
3常见故障原因分析在分合闸过程中，线圈的作用在于打开储能弹簧的闭锁，其额定工作电流很小。
断路器完成分合闸是一个瞬间的动作，即在断路器动作过程中，线圈两端带电时间很短，因此线圈是按照短时通过小电流的标准设计的。
高压开关柜断路器(电磁、弹簧、永磁)操作机构工作原理与优缺点(优点、缺点)
高压开关柜断路器（电磁、弹簧、永磁）操作机构工作原理与优缺点（优点、缺点）（一）、电磁操作机构结构。
⑴、电磁操作机构是技术比较成熟，使用较早的一种断路器操作机构，其结构比较简单，机械组成部件数量约120个，它是利用通过合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸连杆机构进行合闸的，其合闸能量的大小完全取决于合闸电流的大小，因此需要很大的合闸电流。
⑵、电磁操作机构的优点主要有：①、结构比较简单，工作比较可靠，加工要求不是很高，制造容易，生产成本较低；②、可实现遥控操作和自动重合闸；③、有较好的合、分闸速度特性。
⑶、电磁操作机构的缺点主要有：①、合闸电流大，合闸线圈消耗的功率大，需要配大功率的直流操作电源；②、合闸电流大，一般的辅助开关、继电器触点不能满足要求，必须配专门的直流接触器，利用直流接触器带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸线圈动作；③、操作机构动作速度低，触头的压力小，容易引起触头跳动，合闸时间长，电源电压变动对合闸速度影响大；④、耗费材料多，机构笨重；⑤、户外变电所断路器的本体和操作机构一般都组装在一起，这种一体式的断路器一般只具备电动合、电动分和手动分的功能，而不具备手动合的功能，当操作机构箱出现故障而使断路器拒绝电动时，就必须停电进行处理。
（二）、弹簧操作机构。
⑴、弹簧操作机构结构：①、弹簧操作机构由弹簧贮能、合闸维持、分闸维持、分闸4个部分组成，零部件数量较多，约200个，利用机构内弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行断路器合、分闸控制操作。
②、弹簧能量的储存由储能电机减速机构的运行来实现，而断路器的合、分闸动作靠合、分闸线圈来控制，因此断路器合、分闸操作的能量取决于弹簧储存的能量而与电磁力的大小无关，不需太大的合、分闸电流。
⑵、弹簧操作机构的优点主要有：①、合与分闸电流不大，不需要大功率的操作电源；②、既可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，因此在操作电源消失或出现操作机构拒绝电动的情况下也可以进行手动合、分闸操作；③、合与分闸动作速度快，不受电源电压变动的影响，且能快速自动重合闸；④、储能电机功率小，可交直流两用；⑤、弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构，选用不同的储能弹簧即可，性价比优。
CT19BW型弹簧操作机构
CT19BW型弹簧操作机构
概述：
CT19BW(N)型弹簧操作机构是在元CT19型弹簧操作机构的基础上，针对35kV真空断路器进行加强、改进和完善的，其机械强度、稳定性及可靠都有较大的提高。
CT19BW型可供操动各种户外柱上式35KV真空开关柜(ZW7)，其性能符合GB1984《交流高压真空断路器》和本产品《技术条件》的要求，各项指标均达到和超过“IEC”标准。
机构合闸弹簧的储能方式有电动机储能和手动储能两种；分闸操作有分闸电磁铁、过电流脱口电磁铁及手动按钮操作三种；合闸操作有合闸电磁铁及手动按钮操作两种。
4、脱扣的组合及代号：110、100、111、114、1114、400
安装位置示意图：。
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.
机构HMB介绍
• 储能不受温度影响
• 最新设计的密封系统
• 内置液压阻尼系统
• 噪音低 • 反作用力低，操作可靠性
达到最大 • 免维护，只需简单的检查
• 操作特性不变
• 现代制造技术
• 对所有液压功能的持续 自我监视
• 现代传感器技术并具有 监视功能
• 根据ＩＥＣ进行完整的元件 试验和检查
• 断路器使用年限的增加
• 把断路器操作机构与新的 控制和维护概念相结合．
ＨＭＢ型液压弹簧操作机构是根据１９８６ 年设计定型的ＡＨＭＡ机构优化改进而成， 采用现代制造技术和模块化装配技术． 它结合了金属弹簧机械储能与液压力 传送和能量转换的优点．
• 气体绝缘开关设备 （ＧＩＳ）
• 落地罐式断路器 （ＤＴＢ） • 发电机出口断路器 （ＧＣＢ）
活塞的差动面积来保持．
机构的任何操作都会释放碟簧柱的能量． 碟簧柱的这种释放由限位开关来感应 并启动液压泵．这样能对高压油缸进行 补充，当完全储能时，泵马达会停止．
液压功能： 机构释放，分闸位置
－６－
高压 低压
液压功能： 机构在合闸位置
设计
与ＡＨＭＡ－４／－８型机构的设计把所有液压 元件和功能结合在主圆筒上不同，ＨＭＢ －４／－８型机构采用模块化设计，即五个 主要功能块通过螺丝结合到一个中心 件上去．这些功能块是：
－３－
优点
ＨＭＢ－４型和ＨＭＢ－８型液压弹簧 操作机构的主要优点是：
设计： 质量特点：
• 作为独立的操作机构具有 紧凑和模块化的设计
• 重量轻 • 能方便地装配到设备本体上 • 零部件数量少，使用经过充分
验证的部件和元件
• 小巧密封的油缸足够整个 运行年限的使用
断路器弹簧机构原理
断路器弹簧机构原理
断路器弹簧机构是用于断开或关闭电路的设备。
它由操作机构和弹簧机构两部分组成。
操作机构通常包括手柄、旋钮或拉杆等。
当手柄位于闭合位置时，断路器处于闭合状态，电流可以流通过断路器。
当手柄被拉向断开位置时，断路器被打开，电路中的电流被切断。
弹簧机构则负责为操作机构提供闭合力和断开力。
当手柄从闭合位置拉向断开位置时，弹簧机构开始储存能量，直到手柄到达断开位置。
这时，弹簧机构释放储存的能量，以一定的速度将手柄拉向闭合位置。
这样，断路器能够迅速闭合，以防止电路中的电流冲击和过载。
断路器弹簧机构的运行依赖于机械原理。
弹簧被拉伸时储存能量，通过释放能量实现快速闭合。
同时，合适的设计保证了弹簧能够提供足够的闭合力和断开力，以满足安全要求。
总之，断路器弹簧机构通过操作机构控制闭合和断开状态，并借助弹簧机构提供闭合力和断开力，以确保电路的安全运行。
开关弹簧操作机构检修及常规缺陷处理
开关弹簧操作机构检修及常规缺陷处理摘要：本文对电力检修实际中常见的开关弹簧机构检修进行了探讨，分析了此类型开关几类常见故障原因，并提出了改进措施。
关键词：弹簧机构开关故障处理1 引言随着电力系统的不断发展，复杂程度与可靠要求均在不断提升，断路器电路大电流通断控制的主要设备，其可靠性在电力系统中具有重要意义。
弹簧操作机构具有内部构成简单、维护工作量小、安全可靠性高等特点，被广泛用于220kV 及以下电压等级范围内的高压断路器等电网设备。
在实际生产中出现弹簧机构频繁发生原件毁坏不能正常工作、拒动故障、接触不良等现象，对断路器的正常工作产生重大影响。
本文对弹簧操作机构常出现的几种故障进行了列举，并对如何进行检修和如何解决该故障缺陷的提出合理的建议。
2 弹簧操作机构检修方法及注意事项2.1 设备状态检修概述设备状态检修的内容就是利用先进的诊断技术对设备进行状态监测并及时的提供设备状态信息，并根据该诊断信息来判断设备是否异常从而达到预知设备是否出现故障，进而能够在故障发生前进行检修。
随着科技的发展，设备监测数据越来越准确，从而提高了设备故障的准确性，大大提高了预测故障发生率，降低了设备故障的产生。
这种设备状态检修在电网中受到强烈的欢迎和推广应用。
2.2 弹簧操作机构的检修方法对弹簧操作机构进行检修时：①要观察外部结构，在观察过程中，如果无专业人员在现场，不得让人碰触机构内部的接触器的触点并且不能对弹簧操作机构进行储能操作。
通过观察来尝试确定设备出现故障的位置，若弹簧机构外部无明显异常，有可能是其机构内部发生故障，有可能是弹簧操作机构内部生锈腐蚀卡涩或分闸缓冲器漏油等故障，这是可通过近距离的仔细观察机构外部异常运行现象然后进行深入分析从而确定该机构内部的故障发生的位置；②通过对机构外部的气味进行判断，若周围有烧糊的气味，可能是保护插件或者断路器分（合）闸线圈等内部烧坏，在明确原因后，可进一步的对元器件进行检查时以确定故障发生的位置；若通过以上方法仍没有确定故障位置，可以对断路器的分合闸做试验，观察该弹簧机构分别在分合闸的状态下的运行情况，可以快速的判断是否是断路器出现合后即分的故障缺陷；③除通过对外部机构直接判断外，也可以使用万用表测量来快速的找出故障的发生原因。
弹簧操作机构常见故障现象原因及预防讲义
满能的情况下合闸造成的。 此时将机构恢复正常分闸位置（即进行手动释放能量恢复
至分闸位置）即可正常投运。
© CNTHB hao wang- 2020/11/4 P29
BLK222机构
BLK222机构半分半合的处理： 1. 将机构手动释能底板打开，手动/电动转换开关Y7的小钮弹 开，机构处于手动储能状态。
© CNTHB hao wang- 2020/11/4 P23
BLK222机构
BLK222机构半分半合
现象：1.开关分合闸指示牌在半分半合位置； 2.机构合闸拐臂头处于如下图红线范围内；且分闸拐臂头未被分闸挚
子的滚轴保持住
合闸拐臂头
分闸拐臂头
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BLG1002A机构
BLG1002A弹簧操作机构--机械闭锁（半分半合）
现象：1.闭锁盘与机械闭锁杆相互顶死（如图片1） 2.合闸拐臂处在合闸挚子滚轴下方（如图片2）
© CNTHB hao wang- 2020/11/4 P3
图片1
图片2
分闸线圈
合闸线圈
BLG1002A机构
BLG1002A机构分合闸线圈烧毁原因： 1. 在做低电压测试时，连续给线圈加压直到挚子动作，容易造成
线圈长期带电出现烧灼迹象或烧毁； 2. 在做传动或测试试验时，因设备原因或回路有虚接现象，造成
关于断路器弹簧机构储能故障的分析和处理
关于断路器弹簧机构储能故障的分析和处理发布时间：2022-07-13T08:11:31.214Z 来源：《福光技术》2022年15期作者：陆渊[导读] 作为最常见的高压断路器之一，弹簧机构是其最重要的产品之一。
云南电网公司文山供电局云南省文山市 663000摘要：作为最常见的高压断路器之一，弹簧机构是其最重要的产品之一。
了解该机构的原理以及如何处理该机构的一些常见故障是非常重要的。
通过对两起故障的分析，总结了该机构的两种储能故障，为今后的维护工作提供了参考。
关键词：断路器；弹簧机构储能故障；分析和处理引言断路器的工作方式包括储能、闭关分离，只有储能才能闭关，因此储能机构对断路器起着重要作用。
断路器的储能机构通常包括:电动机、齿轮减速装置、储能架(弹簧)、闭锁装置(闭锁装置)和微运动开关等。
发动机提供动力，通过齿轮减速装置降低转速，增加扭矩，拉伸、压缩或旋转储能架(弹簧)，储能机构快速移动到停止位置，微运动开关移动，电机电流切断，机构如果电源存储机制出现故障，将严重影响断路器的关闭性能。
一、机构原理在断路器中，工作机构是一个非常重要的工作元件，弹簧只是其中的一个元件。
弹簧操作机构是指通过弹簧能量存储分离断路器触点；弹簧操作机构的储能基本原理是:操作实施后，关闭弹簧的储能能力极限开关在开关触点闭合时触发，储能接触器启动，同时电机电路连接至r运行机构的主要组成包括弹簧储能、储能、闭包、部分闭包，整个过程的核心是弹簧、弹簧储能调节开关释放能量，并促进旋转部分的运行，进行部分闭包；分离弹簧预热长度设置为分离速度在标准范围内，以确保断路器安全可靠地工作。
二、一起断路器储能故障的分析及处理实地情况在设备例行试验中发现变电站220 kV母线连接断路器关闭后工作正常，但弹簧机构不能完成电气储能。
断开储能电机的电源后，储能手柄可实现手动储能。
棒材扭矩断路器采用lw58-252 ( w ) / t400-50三极瓷套筒支撑结构，采用SSC t 33型弹簧操作机构、三极机械联接，2017年10月出厂，2018年4月安装调试后投入使用。
断路器弹簧操作机构原理
断路器弹簧操作机构原理
断路器弹簧操作机构是在断路器中使用的一种开启和关闭电路的装置，它的原理是通过弹簧的弹性能量，实现对开关的控制。
具体原理如下：
1.弹簧存储能量：断路器弹簧操作机构中的弹簧会被预先压缩，使其具有弹性能量。
2.启动机构：在需要关闭或打开断路器时，先通过启动机构切
断或连接控制电路。
3.释放弹簧能量：启动机构释放时，弹簧的弹性能量会驱动机
构的运动，进而打开或关闭断路器。
4.机械连接：弹簧操作机构与断路器的机械连接，使弹簧的运
动能够直接影响断路器的状态。
5.装置复位：当要复位断路器时，通常需要使用手动装置将压
缩的弹簧重新装入操作机构中，准备下一次操作。
断路器弹簧操作机构的原理充分利用了弹簧的弹性能量，通过合理的机械连接和启动机构来实现对断路器的操作。
这种机构具有结构简单、可靠性高、操作力小等优点，在电力系统中得到广泛应用。
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浅谈断路器弹簧操作机构
【摘要】本文主要论述了vg1型断路器弹簧操作机构的构成和动作原理，并介绍了弹簧机构在生产和维护中的注意事项以及事故分析与处理方法，可供设计人员和调试、维护人员参考。
【关键词】弹簧操作机构动作原理维护故障分析处理方法断路器由本体和操作机构组成，操作机构是用来使断路器合闸、并使断路器保持在合闸状态且能迅速使断路器分闸的装置，它对断路器的输出特性有着至关重要的影响。
它由储能单元、合闸单元及分闸单元等构成。
1 弹簧机构的特点与结构
按合闸所用能源的不同，操作机构可划分为电磁机构、弹簧机构、液压机构和气动机构。
目前35kv及以下断路器主要使用的是弹簧机构。
弹簧操动机构是利用储能的弹簧为动力使开关实现合闸动作。
它可采用人力或小功率交、直流电机来驱动，因而合闸功基本不受外界因素〔如电源电压、气源气压、液压源液压〕的影响，既能够获得较高的合闸速度，又能够实现快速自动重复合闸操作；另外，与电磁操动机构相比，弹簧操动机构成本低，价格便宜，是真空断路器中最常用的一种操动机构，其生产厂家也比较多[1]。
2 弹簧机构的组成
弹簧机构尽管种类较多，但一般有由储能单元，合闸单元，分闸单元，本体组成，下面以vbi弹簧机构为例[2]，说明如下，见图1：2.1 储能单元
储能机构单元位于左侧板和中间隔板之间，为一级齿轮减速机构。
储能既可由储能电动机自动进行，也可用往复摇动储能的手柄进行手动储能，储能状态指示器显示当前的储能情况。
作为自动重合闸顺序的先决条件，操作机构在一次合闸操作后，由储能电动机进行再储能。
2.2 合闸单元
合闸单元也位于左侧板和中间隔板之间，主要包括合闸电磁铁、合闸半轴、合闸挚子轴、凸轮等，见图3。
合闸动作原理：当按下手动合闸弯板8或起动合闸电磁铁9，合闸半轴1逆时针转动，合闸挚子6解锁，脱扣机构释放预先已储能的弹簧能量，通过凸轮4撞击主轴拐臂滚轮，直接驱动主轴转动，并通过大连板带动绝缘拉杆，真空灭弧室内的动触头由绝缘拉杆带动向上运动，直到触头接触为止，同时触头弹簧被压紧，以保证主触头有适当的接触压力，在合闸过程中分弹簧也同时被拉伸储能[3]。
2.3 分闸单元
它是使断路器能快速脱扣分闸的机构。
对于机械式操作机构它是指分闸脱扣装置及相应的连杆系统，见图4。
当按下手动分闸弯板8或起动分闸电磁铁7时，分闸扣板4和分闸挚子9解锁，分闸过程便开始。
脱扣机构在触头压力和分闸弹簧的作用下开始动作，真空灭弧室内的动触头在绝缘拉杆的带动下向下运动，主轴拐臂上的滚轮与油缓冲器1相接触，最终到达分闸位置[4]。
2.4 本体
本体主要指机构的支撑、传动系统。
2.5 弹簧机构设计
一般弹簧操动机构有上百个零件，且传动机构较为复杂，故障率较高，运动部件多，制造工艺要求较高。
另外，弹簧操动机构的结构复杂，滑动摩擦面多，而且多在关键部位，在长期运行过程中，这些零件的磨损、锈蚀以及润滑剂的流失、固化等都会导致操作失误。
笔者通过大量工作实践，现提出该类机构关键控制点如下[5]：（1）合、分闸半轴转动灵活：机构要使储能保持和合闸锁扣可靠，必须确保机构合、分闸半轴长期转动灵活。
由于合、分闸半轴的复位扭簧力值一般不是很大，而半轴加工光洁度问题、润滑问题对半轴灵活度影响较大。
因此设计时应考虑合、分闸半轴支撑增加滚针轴承，同时选择耐低温长效润滑脂，确保长期润滑有效。
（2）合、分闸半轴扣进量：储能到位时合闸挚子压在合闸半轴上，距离合闸半轴缺口2mm的锁扣量称为合闸半轴扣进量。
同样，合闸状态分闸扣板压在分闸半轴上，距离分闸半轴缺口2mm的锁扣量称为分闸半轴扣进量。
两种扣进量主要与半轴缺口、通过弹性圆柱销连接到半轴的手动和电动分、合闸推板周向角度有关。
而该工艺不可避免存在一定误差导致扣进量不合适。
半轴扣进量太大不能合、分闸或低电压合、分闸存在问题，太小可能导致储能保持不住或合闸保持不住。
因此必须设计专用工装，把合、分闸半轴缺口与推板周向角度偏差控制在合理范围，且必须有专门检具检验。
（3）合闸和分闸弹簧：合闸和分闸弹簧力值大或小将会对合闸可靠性、合闸速度、
分闸速度产生重大影响，因此对每批次合闸和分闸弹簧均须严格按检验规范检验。
同时合闸弹簧装好两头弹簧挂板必须采用专用检具检查弹簧自由状态两挂板孔间距。
关键零件热处理硬度：半轴、合闸挚子、分闸扣板、分闸挚子需局部高频淬火，防止磨损致锁扣保持不住，而受冲击较大凸轮、凸轮撞击的拐臂处滚轮、连接销一般需考虑渗碳淬火，以增加零件耐磨性、抗疲劳能力。
3 弹簧机构常见故障的分析处理[6][7]
尽管从设计、生产检验加强控制和检查，但弹簧机构零件众多，实际生产由于零部件差异或人员大意等主观因素，还是会出现一些故障，现根据生产过程经常出现故障提出分析及解决措施见（表1）。
4 结语
弹簧操作机构类型多样且更新换代速度很快，但其基本组成单元、动作原理大致相同，以上分析说明可以提供一种解决问题的参考思路。
参考文献：
[1]李建基.高中压开关技术（9）.真空断路器的操动机构（上）[j].大众用电，2009（02）.
[2]苑舜，王季梅.真空断路器弹簧操动机构优化理论分析[j]. 电工技术学报，1994（04）.
[3]耿天敏，王小红.浅析真空断路器合闸弹跳故障[j].科技信息，2007（09）.
[4]李禹生，杨巧妮，许洪春.真空断路器的合闸弹跳和分闸反弹[j].电气时代，2007（06）.
[5]成守勇，王冬梅，臧凤欣，罗际.真空断路器弹簧操动机构优化设计要点[j].电气制造，2010（10）.
[6]雷海燕，刘俊国.高压真空断路器故障分析与处理[j].科技资讯，2008（04）.
[7]张辉.高压真空断路器故障分析与处理[j].黑龙江科技信息，2009（17）.。