断路器设计中的关键技术

断路器是电力系统重要的电气设备之一,其技术特点、性能、结构和运行状态对电力系统的可靠性有着重大影响。本期特别报道关注断路器设计中的几个关键技术。结构设计是弹簧操动机构设计的关键技术,是保证机构性能的基础。开关设备依靠操动机构实现其动作形式,配用的机构主要有断路器操动机构、隔离开关、接地开关操动机构和隔离-接地三工位操动机构。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。     

中压真空断路器两种常用操动机构

操动机构作为输配电设备的一个部件,其重要性往往被忽视,但它却在断路器中占有重要作用。它不但要保证断路器长期工作的可靠性,而且要满足灭弧特性对操动机构的要求。断路器的分合闸所需时间必须满足其开断和关合要求,以便快速切除故障而不使故障扩大,保持电力系统的稳定,并可减轻设备、线路、绝缘等的损伤,这就需要机构具有较好的机械特性。操动机构的应用范围几种操动机构的应用情况如附表所列。弹簧操动机构与永磁操动机构的比较1.动作原理和结构目前用于中压断路器操动机构主要有电磁式和弹簧式两种。电磁操动机构在真空断路器发展初期…     

特瑞德电气：技术创新 开拓进取 访特瑞德电气（北京）有限公司产品经理邓荣进

近年来,在中压开关领域,永磁操动机构真空断路器以其特有的小型化、高可靠性、免维护和长寿命正成为电器制造企业和运行部门的热点。前些年进入中国市场的永磁操动机构真空断路器,基本上是双线圈双稳态结构,相对于单线圈单稳态结构来说,其设计只是用电磁机构替代了弹簧机构,未能从根本上解决传统断路器机械传动方式及零部件过多的缺陷。     

双稳态永磁操动机构设计与分析

1引言真空断路器作为一种在电路系统中既能实现正常电流的关合与分断,同时也能切断过载、短路等故障电流的开关电器,目前在中压开关领域居主导地位。然而,现有中压以上断路器大都是有触点机械式开关,且操作频繁,因此其灭弧室本体和操动机构的性能就成为真空断路器是否具有高可靠性的关键。近年来,一种电磁操动、永磁保持、电子控制的操动机构受到了关注。这种操动机构由于取消了脱、锁扣装置,而采用永久磁铁进行终端位置的保持,动作元件和零部件数目明显减少,因而可靠性大大提高。目前,在电力运行部门和开关制造企业已形成了一个永磁操动真空断路器的研发热点。然而,现有研究工作主要集中于触头开距较小的12kV真空断路器用永磁机构的理论分析和产品研发。更高电压等级的断路器由于触头开距较大而对操动机构要求较高,研究具有较大难度。本文采用数值计算方法对35kV真空断路器用永磁操动机构的磁场和操动力进行了计算和分析,在此基础上研制了35kV真空断路器永磁操动机构样机并进行了实验。测试结果表明断路器合、分闸速度等性能指标均满足设计要求。2永磁机构的工作原理本文设计的35kV真空断路器操动机构为圆柱形双稳态永磁机构。所谓双稳态是指动铁心无论在分闸还是在合闸...     

凸轮机构在电动弹簧操动机构中的作用

1.前言真空断路器的操动机构主要有两种形式:以直流电磁铁作为合闸动力源的操动机构是电磁操动机构;以弹簧作为合闸动力源的是电动弹簧操动机构。电动弹簧操动机构由小功率交流或直流电动机为弹簧储能,而后利用弹簧释放的能量对断路器进行分、合闸操作。由于它对电源要求不高,合闸力不受电源电压的影响,工作恒定,易于产品系列     

CT19型弹簧操动机构拒动故障分析及改造

CT19型系列弹簧操动机构可用于操动各类手车式开关柜中的ZN28型系列高压真空断路器或其他相应类型的真空断路器。该机构具有机械性能高、合闸能力强、结构简单、使用寿命长等优点,近年来被广泛应用于10kV配电系统中。CT19型系列弹簧操动机构能否正常动作,将直接影响真空断路器能否正确分合闸,从而影响整个10kV配电系统的安全与稳定运行。     

对操动机构选型规定的理解

问《高压断路器运行规程》第1．3．1规定,根据发电厂、变电所的操作能源性质,各种断路器（油、空气、SF。和真空）的操动机构可选用下列形式之一：电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构、气动操动机构。凡新建和扩建的变电所不应采用手力操动机构。请问：     

断路器弹簧操动机构常见问题及检修方法

<正>弹簧操动机构作为断路器的核心配件,直接决定着电力系统的安全运行。掌握操动机构基本的检修操作和日常维护,有助于预防和解决电力系统事故的发生。结合自身长期的断路器弹簧操动机构装配及检修经验,总结出断路器弹簧操动机构出现的常见问题,并进行了原因分析,针对性提出常见问题的检修方法及操动机构日常维护要点。对高压断路器弹簧操动机构的维护与检修具有重要的指导意义,同时也为高压断路器弹簧操动机构设计与改进提供了经验基础。     

永磁技术在高压断路器上的应用

高压断路器是电力企业以及企事业单位广泛使用的电气设备,又称高压开关.真空技术的发展使断路器采用真空灭弧室,但人们对操动机构的改进往往落后于灭弧室,普遍使用电磁操动机构、弹簧储能机构.     

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     

VS1型真空断路器合闸弹跳优化方案探析

当前真空断路器广泛应用于中压领域,操动机构是决定断路器性能的关键部件之一,与电磁操动机构和永磁操动机构相比,弹簧操动机构由于采用小功率交流电机为合闸弹簧储能而使机构动作不受电源影响,更加稳定,并且掉电后仍能操作一次,同时在分闸时由于参与动作部件少,因而分闸弹簧能实现较好的分闸特性等特点而使用更为广泛。文中的目标是针对目前中国广泛使用的VS1型户内真空断路器,通过运用Adams对VS1型真空断路器的弹簧操动机构进行动力学分析,并结合样机的机械特性实验结果,找出影响VS1型真空断路器合闸弹跳的因素,并提出优化建议。仿真分析和实验测量发现合闸过程之后出现的弹跳问题是由于凸轮机构的配合不当引起。为此针对凸轮机构提出了优化建议,即可以通过修改凸轮轮廓尺寸和提高分闸掣子限位平面来实现减少弹跳,达到提高VS1型真空断路器的合闸可靠性的目的。     

永磁机构真空断路器应用综述

通过阐述永磁机构的结构、工作原理及与其它机构（弹簧操动机构和传统电磁操动机构）的性能比较,突出永磁机构的特点和技术先进性。并针对用户最为关心的三方面问题（即永磁体的可靠性、储能电容的寿命和电子控制装置的可靠性）展开讨论,探讨了永磁机构在真空断路器上的应用前景。     

应用双稳态永磁操动机构的配电真空断路器

利用永磁操动机构的高可靠性实现开关设备的免维护,减少因为操动机构原因引起开关设备故障的概率。从应用的角度分析了双稳态永磁操动机构的基本原理,介绍了双稳态永磁操动机构在真空断路器中的应用。介绍了ZW-12户外交流高压断路器的特性。     

中压真空断路器永磁操动机构的研究

操动机构依照工作原理分为液压式、电磁式、弹簧式及永磁式等几种。和传统的断路器操动机构相比,永磁操动机构最突出的优点是具有较高的可靠性以及具有电参数可控的特性。     

12 kV真空断路器永磁直线电机操动机构特性分析

为解决12 kV真空断路器(Vacuum Circuit Breaker, VCB)传统操动机构和旋转电机操动机构结构复杂、可靠性低、动作分散性大以及有槽直线电机操动机构定位力引起推力脉动、振动、噪声及速度控制退化等而导致其难以精确分、合闸的问题,提出无槽圆筒形永磁直线同步电机操动机构。根据12 kV真空断路器分、合闸特性要求,对无槽圆筒形永磁直线同步电机(Slotless Tubular Permanent Magnet Linear Synchronous Motor, STPMLSM)的结构和参数进行设计,推导出其数学模型。利用有限元法对该电机操动机构的静、动态特性进行仿真分析,得到启动过程中电磁推力与时间的关系,分合闸过程中断路器动触头行程与时间、速度与时间的关系。结果表明:所设计的电机操动机构结构参数能够满足断路器分合闸特性要求,且推力波动得到有效抑制,为各电压等级断路器采用此类电机操动机构提供可靠依据。     

断路器弹簧储能综合控制监测电路的研制及应用

正高压断路器用以接通或断开高压电路中正常工作电流或短路故障电流,配置的操动机构一般有电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构、液压弹簧操动机构、气动操动机构等几种。目前,弹簧储能操动机构因其具有高度的可靠性和稳定性,已广泛应用于各电压等级、各类型的断路器中。在实际应用中,因弹簧储能限位开关及其电气控制回路较多,故障时有发生。在维修过程中,存在维修人员对弹簧操动机构的工作原理不了解,对弹簧储能各电气控制回路不熟悉,致使故障排查时间延     

浅析弹簧操动机构中合闸保持分闸脱扣操作系统

操动机构是高压断路器的重要组成部分。断路器合闸位置保持的可靠性是衡量弹簧操动机构的重要指标。笔者针对目前两种典型弹簧操动机构采用的合闸保持系统运动过程进行了分析。结果表明,断路器操动机构不论采取哪种合闸保持结构,都必须稳定、可靠地完成合闸保持功能。     

ZW7-40.5型户外真空断路器配3AF操动机构的尝试

ZW7—40.5型户外真空断路器故障中操动机构故障占主要地位。根据原故障现象,对配用的3AF型操动机构进行了结构优化设计,使断路器的整机性能达到设计要求,且有合理的经济性。     

126 kV真空断路器操动机构机械可靠性研究

文中在分析讨论传统可靠性设计方法在真空断路器机械可靠性设计应用中存在局限性的基础上,提出基于失效物理和可靠性物理(PoF/RP)的真空断路器操动机构及其零部件可靠性设计方法,对操动机构内部传动部件的冲击疲劳寿命计算方法进行了理论分析。分别对126 kV单断口真空断路器弹簧操动机构、分离磁路式双稳态永磁操动机构,以及快速斥力机构在断路器合分闸操作冲击应力作用下易损部件的疲劳寿命进行了分析。计算结果显示:弹簧操动机构合分闸联锁挚子在断路器合分闸操作冲击应力的作用下其疲劳寿命计算结果为1 654次;双稳态永磁操动机构在断路器以2.5 m/s速度分闸、1.5 m/s速度合闸时,其动、静铁心在冲击应力作用下的疲劳寿命17 710次;快速斥力机构触头簧传动支撑部件在断路器以5.5 m/s速度分闸、1.3 m/s速度合闸过程中,其冲击疲劳寿命为302次;该计算结果与实验结果相近。     

126kV真空断路器永磁摆角电机操动机构的设计与动态特性分析

为提高断路器的可靠性并结合高压开关设备的智能化发展方向,针对126 kV真空断路器设计了一种新型永磁摆角电机驱动操动机构。根据126 kV真空灭弧室的性能要求对该操动机构进行了运动学分析,提出驱动电机的设计参数,采用场-路-运动耦合法对驱动电机的动态性能进行了有限元分析,在此基础上建立了断路器的虚拟样机模型并对其动力学特性进行仿真研究。基于仿真结果制成了永磁摆角电机操动机构样机并与真空断路器进行了联机分合阐操作试验。试验结果表明,永磁摆角电机操动机构能可靠实现126 kV真空断路器的分合闸操作并能满足断路器灭弧室的速度特性要求,验证了操动机构设计的合理性。此外,仿真计算与试验结果基本吻合,验证了仿真分析的正确性。