电气工程教案-高压断路器的操动机构.docVIP

第6单元 　高压断路器的操动机构 　　操动机构是带动高压断路器传动机构进行合闸和分闸的机构。 　　一、操动机构的分类和基本要求 　　（一）操动机构的分类 　　根据断路器合闸时所用能量形式的不同，操动机构可分为以下几种。 　　（１）手动机构（CS型）。指用人力进行合闸的操动机构。 　　（２）电磁机构（CD型）。指用电磁铁合闸的操动机构。 （３）弹簧机构（CT型）。指事先用人力或电动机使弹簧储能实现合闸的弹簧合闸操 　　　动机构。 　　（４）电动机机构（CJ型）。指用电动机合闸与分闸的操动机构。 　　（５）液压机构（CY型）。指用高压油推动活塞实现合闸与分闸的操动机构。 　　（６）气动机构（CQ型）。指用压缩空气推动活塞实现合闸与分闸的操动机构。 （二）操动机构的基本要求 （1）具有足够的操作功率。 （2）具有维持合闸的装置。 （3）具有尽可能快的分闸速度。 （4）具有自由脱扣装置。所谓自由脱扣，是指在断路器合闸过程中如操动机构又接到 分闸命令，则操动机构不应继续执行合闸命令而应立即分闸。 （5）具有“防跳跃”功能。 （6）具有自动复位功能。 （7）具备工作可靠、结构简单、体积小、重量轻、操作方便、价格低廉等特点。 二、操动机构的结构和动作原理 （一）电磁操动机构（CD型） 电磁操动机构是用电磁铁将电能变成机械能作为合闸动力。它的优点是：结构简单，工作可靠，能用于自动重合闸和远距离操作。缺点是：合闸线圈消耗的功率太大，机构结构笨重，合闸时间长。 CD10型是一种户内壁挂式电磁操动机构。由自由脱扣机构、维持机构、电磁系统和缓冲系统等组成。可以电动合闸、手动合闸、非正常手动合闸，也可以进行自动重合闸。操动电源采用直流220V或110V。 1. 结构原理 （1）合闸电磁系统。电磁系统在操动机构的中、下部，主要由合闸线圈、合闸铁芯、铸铁支架、内圆筒、外铁筒、缓冲法兰及复位弹簧等组成。铸铁支架的水平部分、外铁筒和缓冲法兰的上部经铁芯组成一个闭合磁路。为了防止铁芯吸合时粘附在磁轭上，特加一黄铜垫圈和压缩弹簧，以保证铁芯在合闸终了时迅速落下。 （2）维持机构。如图3-18所示，维持机构由托架7和弹簧9组成。托架由两块形状相同的弯板相互固定，其间可通过合闸铁芯的顶杆11，并可绕一固定的转动轴8向左偏转，但不能倒向右侧。合闸位置时，托架托住滚轮（轴10）不使其下落，维持合闸状态。 （3）自由脱扣机构。该机构位于操动轴拐臂（连杆6）和合闸电磁系统之间，由连杆（2、3、4、）、支撑杆和分闸铁芯等组成。当断路器在合闸前后及合闸过程中时，连杆2和3处于“死点”位置，即自由脱扣机构处于入扣位置；当操动机构接到分闸命令时，分闸铁芯向上顶起，连杆2和3解除“死点”，滚轮（轴10）落下，这时，自由脱扣机构处于脱扣位置。 （4）缓冲系统。在机构的下部，由帽状铸铁盖和分闸橡胶缓冲垫组成。橡胶缓冲垫用于铁芯合闸后下落时缓冲之用。 2. 动作过程 （1）合闸过程。合闸动作如图3-18（a）～(d)所示。合闸前，依托支撑杆19使连杆2和3处于“死点”位置，如（a）图，两杆基本上成一直线。当合闸线圈通电时，铁芯向上运动，推动滚轮（轴10）上行，通过四连杆机构使主轴16转动90°，带动传动杆，使断路器合闸。同时，分闸弹簧被拉神、储能，如图（b）所示。图（c）为合闸铁芯终了时的位置。线圈断电后，铁芯落下，托架复位，滚轮被支撑在支架的圆弧面上，完成了合闸全过程，如图（d）所示。 （2）自动分闸动作。图（e）所示为分闸过程，当分闸线圈通电时，分闸铁芯向上冲撞，将连杆2和3撞离“死点”位置，在断路器分闸弹簧力的作用下，使滚轮脱离托架下落，主轴16反时针转动90°，完成分闸动作。 （3）手动分闸动作。用手撞击分闸铁芯，即可实现手动分闸，机构的动作过程如（2）所述。 （4）自由脱扣动作。在合闸过程中，合闸铁芯顶着滚轮的轴心向上运动，一旦接到分闸命令，分闸铁芯就会立即向上运动，把连杆2、3撞离“死点”，在分闸弹簧力作用下，滚轮从铁芯顶杆的端头掉下，实现了自由脱扣。 （二）、弹簧操动机构（CT） 弹簧操动机构有多种形式，如CT6、CT8、CT8G、CT9、CT10等，它们所用于操作的断路器也有所不同。弹簧操动机构通常由储能机构、电磁系统、机械系统等主要部件组成。下面以CT10型为例介绍弹簧操动机构的结构及工作原理。 1. CT10型操动机构的结构 CT10型操动机构的结构如图3-19所示。该机构采用夹板式结构。机构的储能驱动部分和合闸驱动的凸轮连杆部分、合闸电磁铁等布置在左右侧板之间，使各转轴受力合理，稳动性好。两根合闸弹簧分别布置在左右侧板外边。合闸电磁铁、储能电机和辅助开关置于机构下部。机构通过固定在左右侧板上的两根角钢上的安装孔，用螺钉与断路器本体连接。 CT10型机构有电机储能和人力