第五节 高压断路器的操动机构
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高压断路器的操动机构操动机构是高压断路器的重要组成部分,它由储能单元、控制单元、和力传递单元组成。
高压SF6断路器的操动机构有多种型式,如弹簧操动机构、气动机构、液压机构、液压弹簧机构等。
根据灭弧室承受的电压等级和开断电流的差异,SF6产品选用弹簧机构、气动机构或液压机构。
弹簧机构、气动机构、液压机构各自的特点比较见表1。
表1一.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。
高压开关操动机构简介一、综述1操动机构的分类1.1按用途分类:可分为断路器用操动机构和隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类用操动机构两大类。
1.2按传动介质分类:可分为电动机构、手动机构、气动机构、液压机构、弹簧机构、电磁机构、永磁机构、爆炸机构等多种类型。
断路器最常用的机构类型有永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构四种类型。
隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机构、手动机构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构。
断路器最常用的永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构特点比较及适用范围见表1。
隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机构、手动机构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构见表2。
表12 设计要求2.1 材料及热处理、表面处理要求除液压机构、气动机构要求较高外,其余机构一般轴类零件选用中碳钢45号钢、热处理调质;销类零件用低碳钢热处理渗碳淬火;齿轮类零件用中碳钢热处理整体调质、齿面淬火。
表面处理主要有镀锌、磷化、油漆等。
2.2 传动件的外购件选用弹簧类常用有拉簧、压簧、扭簧;轴承类常用有滑动轴承和滚动轴承,滑动轴承类常用有不带挡边和带挡边两种DU型无油轴套、滚动轴承类常用各种滚针轴承。
3 制造要求除液压机构要求较高外,其余机构和一般机械类零部件的制造要求相似。
除常规加工机床外,一定要有几台加工精度较高的数控车、数控铣床和一两台加工中心;内、外圆磨床、无心磨床要用。
一般机构组装后重量不太重,一吨吊车就完全够用了。
外部协作方面除热处理、表面处理外,还要用到钢铸件、铝铸件甚至可能是铜铸件和塑料压制件的协作单位。
电磁铁线圈的制造也需要外协。
4 试验手段要求机构组装好后,要进行工频耐压试验、绝缘电阻测试、机械特性测试、机械寿命试验、噪声测试等一系列试验,要有相应的仪器和设备。
5 人员要求除机加工技术人员和技工外,应另外配备熟悉高压电器的设计人员两名、试验人员一人、装配工艺员一人、销售技术员一人。
高压断路器组成部分
高压断路器基本结构
(1)开断元件:开断、关合电路和安全隔离电源;包括导电回路、动静触头和灭弧装置。
(2)绝缘支撑元件:支撑开关的器身,承受开断元件的操动力和各种外力,保证开断元件的对地绝缘;包括瓷柱、瓷套管和绝缘管。
(3)传动元件:将操作命令和操作动能传递给动触头。
包括连杆、拐臂、齿轮、液压或气压管道。
(4)基座:用来支撑和固定开关。
(5)操动机构:用来提供能量,操动开关分、合闸。
有电磁、液压、弹簧、气动等。
高压断路器主要组成部分详解
高压断路器从结构功能上分,可分为导电部分、灭弧部分、绝缘部分、操动部分等四大组成部分。
(1)导电部分
主要包括动、静弧触头和主触头或中间触头以及各种形式的过渡连接。
其作用是通过工作电流和短路电流。
(2)绝缘部分
主要包括油、真空或SF6气体等绝缘介质和瓷套、绝缘拉杆等。
其作用是保证导电部分对地之间、不同相之间、同相断口之间具有良好的绝缘状态。
(3)灭弧部分
主要包括动、静弧触头、喷嘴以及压气缸等。
其作用是提高熄弧能力,缩短燃弧时间。
既要保证可靠地开断大的短路电流,又要保证开断小电感性电流不截流,或产生的过电压不超过允许值;开断小电容性电流不重燃。
(4)操动部分
主要指各种型式的操动机构和传动机构。
它的作用是实现对断路器规定的操作程序,并使断路器能够保持在相应的分、合闸位置。
高压断路器的实物外形图。
七、高压断路器的操动机构一、简答题1.高压断路器的操动机构由几部分组成,它们的作用是什么?操动机构的组成和它们的作用如下:(1)能量转换机构它把执行操作的赋能变成机械能,使操动机构按规定的目的发生机械运动,这种机构如电磁铁、电动机、液压转动工作缸、压缩空气工作缸等。
当然,最简单的是人力,但随着断路器容量的加大及自动化水平的提高,依靠人力操作已不能满足运行工作的要求了。
(2)联动机构它把能量转换机构所变成的机械运动能用来促使断路器的动触头发生按操作目的的规定动作。
这种机构多由四边形连杆机构、拐臂、拉杆等组成。
(3)保持机构它使操动机构完成的操作得以保持,不因瞬时命令信息的消失而不能完成规定目标的任务,这种机构由动作灵活的机械卡销等组成。
(4)释放机构它接受操作人员和继电保护系统的命令信息,对保持机构进行反作用,即解除保持。
从而使断路器的跳闸弹簧释放能量,使断路器分闸。
它由电磁线圈推动可动铁芯,由可动铁芯打动保持卡销使保持解除,或者由电磁阀启动分闸油路或气路来实现。
2.断路器操动机构按工作能量形式的分类有几种?根据能量形式不同分以下几类(1)CS:手动操动机构(2)CD:电磁操动机构(3)CT:弹簧操动机构(4)CJ:电动操动机构(5)CQ:气动操动机构(6)CY:液压操动机构3.论述断路器各种操动机构特点?断路器的操动机构主要有电动弹簧储能机构、电磁操动机构和液压操动机构。
对于机械电动弹簧储能机构,它所暴露出来的缺点是机械结构十分复杂,零件数量多,且要求加工精度高,制造工艺复杂,成本高,产品的可靠性不易保证。
对于电磁操动机构,其结构复杂程度和工作可靠性比电动弹簧储能机构要有所改善,但其致命的问题是合闸线圈消耗功率太大,要求配置价格昂贵的蓄电池组,以及电磁机构结构笨重,动作时间较长。
液压机构致命的缺点是密封问题。
统计资料表明:设备故障中有70%-90%以上为操动机构的机械故障。
因此必须对操动机构进行改进,以提高断路器的可靠性和免维护水平,以及实现开关设备的自动化、远动化和智能化。
高压断路器中的弹簧操动机构刘唯2015.4摘要:本文讨论了断路器操动机构的功能,总结并比对了目前主流弹簧操动机构的实现方式,也介绍了各种结构的优缺点。
列举了断路器上弹簧机构的各种布局方式,从控制,安全,维护及发展的角度谈了个人看法。
关键词: 高压断路器弹簧操动机构目录0引言 (1)1操动机构的种类 (1)2弹簧操动机构的功能 (2)3断路器弹簧操动机构结构 (3)3.1储能结构的分类 (4)3.1.1储能操作的能量只用于合闸过程43.1.2储能操作的能量分别用于合闸或分闸过程4 3.2储能到位离合及状态保持结构 (5)3.3合闸驱动结构 (5)3.3.1不具备自由脱扣的结构63.3.2具备自由脱扣功能的结构6 3.4合闸状态保持结构 (6)3.4.1过冲复位保持结构63.4.2复位保持结构73.4.3就绪保持结构7 3.5储能电机的减速机构 (7)3.5.1齿轮箱结构73.5.2蜗轮蜗杆结构73.5.3棘轮结构7 3.6弹簧机构的联锁装置 (8)3.6.1硬联锁83.6.2软联锁83.6.3PF接点9 4断路器弹簧操动机构的布局 (9)5断路器的控制与保护 (10)6断路器操动机构的安全锁 (11)7断路器弹簧操动机构的维护 (11)8断路器弹簧操动机构的发展 (5)0引言笔者最近几年,接触了一些弹簧操动机构,有些认识,愿与大家分享。
文中没有计算,没有公式,略显没有深度,请高手一笑而过。
文中试图将千差万别的机械结构进行分类,会有遗漏,但终归是一次尝试。
也试图将其优缺点做一比较,必不完全,但肯定会有些说法。
有些机构,并不能完全理解其博大精深,不正之处,也还望请指正。
请到新浪微博《高压断路器中的弹簧操动机构》交流贴留言。
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原文下载请搜百度文库。
文中涉及到一些机构名称,如ABB公司的EL弹簧操动机构,以下简称EL机构,主要用于VD4断路器;Schneider公司的P2弹簧操动机构,以下简称P2机构,主要用于Evolis断路器和Masterpact断路器;Schneider公司的RI弹簧操动机构,以下简称RI机构,主要用于Ev12S断路器上;Schneider公司的RT弹簧操动机构,以下简称RT机构,主要用于Premset 开关柜上;Schneider公司的FK2-01弹簧操动机构,以下简称FK2机构,主要用于HVX断路器上;三菱的BH2弹簧操动机构,以下简称BH2机构,主要用于VPR 断路器上;天水长城开关厂的GSL01弹簧操动机构,以下简称GSL01机构,主要用于EVH1断路器;以下断路器上用的弹簧操动机构不知道名字,只能用断路器名字称呼,VS1断路器上的弹簧操动机构,以下简称VS1机构;厦门华电开关有限公司的VEP断路器上的机构,以下简称VEP机构;Siemens公司的Sion断路器上采用的机构,以下简称Sion机构;东芝公司的VK断路器上采用的机构,以下简称VK机构。
电器学第六章高压断路器(第1-5节)课堂笔记及练习题主题:第六章高压断路器(第1-5节)学习时间: 2017年1月2日--1月8日内容:一、本周知识点及重难点分布表14-1 本周知识点要求掌握程度一览表二、知识点详解【知识点1】高压电器概述高压电器在电力系统中承担着电能的生产、传输、分配和输电系统的保护任务。
1、高压电器分类一般分为开关电器、测量电器和限流与限压电器。
开关电器主要用于关合与开断正常或故障电路、或用于隔离高压电源,可分为高压断路器、高压熔断器、负荷开关、隔离开关、接地开关。
测量电器可分为电流互感器、电压互感器。
限流与限压电器又可分为电抗器、避雷器。
2、对高压电器的主要要求以断路器为例,要可以:(1)开断短路故障。
(2)关合短路故障:主要针对“预伏故障”而言,关合能力以关合电流的峰值来表示。
(3)快速分断:快速分断短路故障,减弱短路电流对电气设备的危害;(4)自动重合闸:发生短路故障时,根据继电保护装置发出的信号,断路器开断故障电路;经过短时间后又自动关合。
若重合后短路故障仍未消除,则断路器将再次开断电路。
此后,有时由运行人员在断路器开断一定时间后再次发出合闸信号,使之关合电路,称为强送电。
若强送电后故障仍未消除,断路器还需开断一次断路故障。
这个操作过程称为“自动重合闸操作顺序”,并表示为合分合分分----t θ,其中θ为自动重合闸无电流间隔时间。
通常取0.3~0.5s ;t 为两次合分的间隔时间,一般为180s 。
(5)允许合分次数(寿命):高压断路器的机械寿命一般为2000次,高压断路器的电寿命一般为数千次。
图14-1 断路器的开断时间r t —继电保护时间,210t t t +=—断路器的全开断时间,0t t t r s +=—短路故障时间3、主要技术参数(1)额定电压,它是高压电器的标称电压,也是其正常工作时的线电压(有效值)。
我国高电压电器产品的电压等级有3、6、10、20、35、66、110、220、330、500kV 等。
高压断路器中的弹簧操动机构刘唯2015.4摘要:本文讨论了断路器操动机构的功能,总结并比对了目前主流弹簧操动机构的实现方式,也介绍了各种结构的优缺点。
列举了断路器上弹簧机构的各种布局方式,从控制,安全,维护及发展的角度谈了个人看法。
关键词: 高压断路器弹簧操动机构目录0引言 (1)1操动机构的种类 (1)2弹簧操动机构的功能 (2)3断路器弹簧操动机构结构 (3)3.1储能结构的分类 (4)3.1.1储能操作的能量只用于合闸过程43.1.2储能操作的能量分别用于合闸或分闸过程4 3.2储能到位离合及状态保持结构 (5)3.3合闸驱动结构 (5)3.3.1不具备自由脱扣的结构63.3.2具备自由脱扣功能的结构6 3.4合闸状态保持结构 (6)3.4.1过冲复位保持结构63.4.2复位保持结构73.4.3就绪保持结构7 3.5储能电机的减速机构 (7)3.5.1齿轮箱结构73.5.2蜗轮蜗杆结构73.5.3棘轮结构7 3.6弹簧机构的联锁装置 (8)3.6.1硬联锁83.6.2软联锁83.6.3PF接点9 4断路器弹簧操动机构的布局 (9)5断路器的控制与保护 (10)6断路器操动机构的安全锁 (11)7断路器弹簧操动机构的维护 (11)8断路器弹簧操动机构的发展 (5)0引言笔者最近几年,接触了一些弹簧操动机构,有些认识,愿与大家分享。
文中没有计算,没有公式,略显没有深度,请高手一笑而过。
文中试图将千差万别的机械结构进行分类,会有遗漏,但终归是一次尝试。
也试图将其优缺点做一比较,必不完全,但肯定会有些说法。
有些机构,并不能完全理解其博大精深,不正之处,也还望请指正。
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文中涉及到一些机构名称,如ABB公司的EL弹簧操动机构,以下简称EL机构,主要用于VD4断路器;Schneider公司的P2弹簧操动机构,以下简称P2机构,主要用于Evolis断路器和Masterpact断路器;Schneider公司的RI弹簧操动机构,以下简称RI机构,主要用于Ev12S断路器上;Schneider公司的RT弹簧操动机构,以下简称RT机构,主要用于Premset 开关柜上;Schneider公司的FK2-01弹簧操动机构,以下简称FK2机构,主要用于HVX断路器上;三菱的BH2弹簧操动机构,以下简称BH2机构,主要用于VPR 断路器上;天水长城开关厂的GSL01弹簧操动机构,以下简称GSL01机构,主要用于EVH1断路器;以下断路器上用的弹簧操动机构不知道名字,只能用断路器名字称呼,VS1断路器上的弹簧操动机构,以下简称VS1机构;厦门华电开关有限公司的VEP断路器上的机构,以下简称VEP机构;Siemens公司的Sion断路器上采用的机构,以下简称Sion机构;东芝公司的VK断路器上采用的机构,以下简称VK机构。