开关弹簧操纵机构.docx
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开关弹簧操纵机构
一、弹簧操动机构
弹簧操动机构是一种以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。
弹簧的储能借助电动机通过减速装置来完成，并经过锁扣系统保持在储
能状态。
开断时，锁扣借助磁力脱扣，弹簧释放能量，经过机械传递单元使触头运动。
弹簧操动机构结构简单，可靠性高，分合闸操作采用两个螺旋
压缩弹簧实现。
储能电机给合闸弹簧储能，合闸时合闸弹簧的能量一部分用来合闸，另一部分用来给分闸弹簧储能。
合闸弹簧一释放，储能电机立刻给其储能，储能时间不超过15s（储能电机采用交直流两用电机）。
运行时分合闸弹簧均处于压缩状态，而分闸弹簧的释放有一独立的系统，与合闸弹簧没有关系。
这样设计的弹簧操动机构具有高度的可靠性和稳定性，既可满足0-0.3sec-CO-180sec-CO操
作循环，又可满足CO-15sec-CO操作循环，机械稳定性试验达10000次。
1.1CT20弹簧操动机构动作原理
CT20型弹簧操动机构（图1、图2、图3）利用电动机给合闸弹簧储能，断路器在合闸弹簧的作用下合闸，同时使分闸弹簧储能。
储存在分闸弹簧的能量使断路器分闸。
1.1.1分闸动作过程
图1所示状态为开关处于合闸位置，合闸弹簧已储能（同时分闸弹簧也已储能完毕）。
此时储能的分闸弹簧使主拐臂受到偏向分闸位置的力，但在分闸触发器和分闸保持掣子的作用下将其锁住，开关
保持在合闸位置
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图1合闸位置（合剧弹簧储能）
Figi.Closedpositionfciosingspringcharged）
分闸操作（图1、2）
分闸信号使分闸线圈带电并使分闸撞杆撞击分闸触发器，分闸触发
器以顺时针方向旋转并释放分闸保持掣子，分闸保持掣子也以顺时针方向旋转释放主拐臂上的轴销A，分闸弹簧力使主拐臂逆时针旋转，断路器分闸。
1.1.2合闸操作过程
图2所示状态为开关处于分闸位置，此时合闸弹簧为储能（分闸弹簧已释放）状态，凸轮通过凸轮轴与棘轮相连，棘轮受到已储能的合闸弹簧力的作用存在顺时针方向的力矩，但合闸触发器和合闸弹簧储能保持掣子的作用下使其锁住，开关保持在分闸位置。
图2分闸垃■（合闸弹賈備雜）
合闸操作（图2、3）
合闸信号使合闸线圈带电，并使合闸撞杆撞击合闸触发器。
合闸触发器以顺时针方向旋转，并释放合闸弹簧储能保持掣子，合闸弹簧储能保持掣子逆时针方向旋转，释放棘轮上的轴销B。
合闸弹簧力使
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，分闸触发器和合闸保持掣子将轴销A锁住，开关保持在
合闸位置。
1.1.3合闸弹簧储能过程
图3所示状态为开关处于合闸位置，合闸弹簧释放（分闸弹簧已储能）。
断路器合闸操作后，与棘轮相连的凸轮板使限位开关33HB闭合，磁力开关88M带电，接通电动机回路，使储能电机启动，通过一对锥齿轮传动至与一对棘爪相连的偏心轮上，偏心轮的转
动使这一对棘爪交替蹬踏棘轮，使棘轮逆时针转动，带动合闸弹簧储能，合闸弹簧储能到位后由合闸弹簧储能保持掣子将其锁定。
同时凸
轮板使限位开关33HB切断电动机回路。
合闸弹簧储能过程结束。
图3合闸位■【合闸弹竇釋放）
1.2机械防跳原理
图4机械防跳原理
断路器防跳性能可以通过两个方面实现的：
第一是操动机构本身实现机械防跳，第二是在操动机构的合闸回路中设置的“防跳”线路来实现。
图4介绍了机械防跳装置的原理，其动作过程如下：
1）.图a所示状态为开关处于分闸位置，此时合闸弹簧为储能（分闸弹簧已释放）状态，凸轮通过凸轮轴与棘轮相连，棘轮受到已
储能的合闸弹簧力的作用存在顺时针方向的力矩，但合闸触发器和合闸弹簧储能保持掣子的作用下使其锁住，开关保持在分闸位置。
2）.当合闸电磁铁被合闸信号励磁时，铁心杆带动合闸撞杆先压下防跳销钉后撞击合闸触发器。
.合闸触发器以顺时针方向旋转，并释放合闸弹簧储能保持掣子，合闸弹簧储能保持掣子逆时针方向旋
转，释放棘轮上的轴销B。
合闸弹簧力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。
3）.滚轮推动脱扣器的回转面，使其进一步逆时针转动。
从而，脱扣器使脱扣杆顺时针转动（见图4b），从防跳销钉上滑脱，而防跳销钉使脱扣杆保持倾斜状态（见图4c）.
4）.断路器合闸结束，合闸信号消失电磁铁复位（见图4d）.
5）.如果断路器此时得到了意外的分闸信号开始分闸，在分闸
在这一过程中，只要合闸信号一直保持，脱扣杆由于防跳销钉的作用始终是倾斜的，从而铁心杆便不能撞击脱扣器，因此，断路器不能重复合闸操作（见图4e）实现防跳功能。
当合闸信号解除时，合闸电磁铁失磁，铁心杆通过电磁铁内弹簧返回，则铁心杆和脱扣杆均处于图4a状态，为下次合闸操作作好了准备。
1.3弹簧操作机构的组成
弹簧操作机构主要由箱体、二次控制部分、机构芯架组成
图6
1.4）弹簧机构的技术参数
1.4.1机构的参数见表2
表2
1
弹簧机构活塞杆行程
100.03.0mm
2
拐臂滚子和机构凸轮之间间隙
1.4±0.3
断路器处于分闸状
态合闸弹簧已储
能。
见图8
3
合闸弹簧定位螺母与定位杆距
离
12.0〜47.0
4
合闸电磁铁行程C
5.0〜5.5
断路器处于分闸状
态。
见图9
触发器与脱扣器间隙D
2.0〜2.5
C—D
3.0〜3.5
触发器与防跳杆间隙E
1.0〜2.5
5
分闸电磁铁仃程F
2.8〜3.2
断路器处于合闸状
态。
见图10
触发器与脱扣器间隙G
0.8〜1.2
F—G
1.6〜2.4
控制回路与辅助回路参数表3
序号
项目
单位
数据
备注
1
分、合闸线圈控制电压
V
DC220
DC110
2
分闸线圈电流
A
2
5.8
3
合闸线圈电流
A
2
3.3
4
电机电源电压
V
DC110/220
AC220
按订货
合同
5
电机功率
W
300
6
电机转速
r.p.m
750
7
电机电流
A
5.5
2.7
8
加热器
电压
V
220
功率
W
100
143SF6气体压力参数
SF6气体压力参数随所配的产品，表4以LW25-126为例
表4（20C）
序号
项目
单位
数据
1
额定充气压力
MPa
0.50
0.40*
2
补气报警压力
MPa
0.45士
0.03
0.35±0.03
3
断路器闭锁压力
MPa
0.40士
0.03
0.30±0.03
注：
带*0.40为低温使用开断电流
31.5kA
1.5配弹簧机构的断路器在运行中的故障处理见表5
表5
分
类
不正常现象
估计主要原因
调查事项及对策
1.1电源不良
检杳控制电压U>80%Ue
1.2电气控制系
控制线断线,端子松，合闸线
统不良
圈故障，辅助开关接点故障
1.3SF6气体压力
补气到额定压力
不足,压力开
1..不能电气合闸
关动作闭锁
1.4弹簧未储能故
电机回路电源故障，检查回
关
障
路电压U>85%Ue
合
动作的异常
电机过流或储能过时报警
电机或机械系统故障
1.5其它
手动关合合闸电磁铁，合闸，
检查电磁铁间隙
2.1电源不良
检杳控制电压U>60%Ue
2.2电气控制系统
控制线断线，端子松，分闸线
不良
圈故障，辅助开关接点故障
2.3SF6气体压力
补气到额定压力
2.不能电气分闸
不足,压力开
关动作闭锁
2.4其它
手动关合分闸电磁铁，分闸，
检查电磁铁间隙
气
压
控
3.SF6气体压力下
漏气
补气至额疋压力，参考充气作
制
降,63GA发出补气报
业要领，查找漏气点，消除漏
系
警
占
八、、
统
异
常
1.6）现场使用中几个问题
1.6.1）弹簧操作机构润滑脂的使用
弹簧操作机构的传动零件较多，而其本身又对传动摩擦等反力特别敏感，所以出厂时对诸如轴销，轴承，齿轮，弹簧筒等转动和直动产生相互摩擦的地方涂敷低温2#润滑脂。
在运行了六年
后，一些润滑脂需重新涂敷。
注意棘轮齿面部和大小棘爪与棘轮接触处一定不要涂抹低温2#润滑脂，以防影响机构动作的准确性。
具体涂敷见图7。
图7
162）机构行程的检查和凸轮间隙的确认
手动慢分，慢合机构可以测量机构行程和本体行程见图8，测
量值应符合表2的技术要求。
行程不够时，首先测量凸轮间隙，凸轮间隙越大，行程越小。
a分闸位置b合闸位置
165合闸弹簧手动储能的方法
当电机回路失去电源时，合闸弹簧可手动储能其方法见图12将套杆12—1和套板手12—3插入棘爪轴的六角头内，顺时针方向旋转套筒板手12—3就可将合闸弹簧储能
图12
手动操作装置安装
12—1套杆；
12—2棘爪轴；
12-
-3套板手；
12—4套筒板手;
套管；
12—6盖板；
12—7机构箱；
12-
-8起重杆；
12—9螺母；
轴承；
12—11拐臂；
12-12合闸弹簧储能示意
12—5
12-10
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