真空断路器的操动机构主要有三种类型

真空断路器用单稳态永磁机构概述贺天元;刘仲晔【摘要】本文对单稳态永磁机构与传统机构以及双稳态永磁机构的特点进行了对比,对其结构与工作原理进行了简单说明,并对其发展前景进行了简要探讨.%This paper compares monostable PMA to traditional actuator and bi-stable PMA. The structure and working principle is simply explained. The development prospect is also discussed.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2015(035)010【总页数】4页(P41-44)【关键词】单稳态永磁机构;结构;改进;智能化【作者】贺天元;刘仲晔【作者单位】海军驻湖南地区军事代表室,湖南湘潭 411101;海军驻湖南地区军事代表室,湖南湘潭 411101【正文语种】中文【中图分类】TM464断路器对电力系统起着控制、保护、调节的作用，其能否正常、可靠地工作直接维系着整个系统的安全与稳定。

其中断路器的机械结构是决定其性能的核心部分，从国际、国内对断路器的故障统计数字来看,机械故障占总故障的70%，所以世界各地研究人员一直在努力尝试改进断路器的结构，以使其具有更高的性能与可靠性。

真空断路器的结构在发展过程中大约经历了电磁操动机构、弹簧操动机构和永磁操动机构三个阶段。

在早期使用的电磁操动机构中，当断路器合闸时，电磁线圈通入电流，电磁铁受到端面的吸力开始逐渐向端面移动，并随着电磁铁与端面的距离越来越近，其所受到吸力也越来越大，这也与断路器所需的机械特性相匹配，但是其需要采用机械锁扣来保持合闸位置，由于在合闸过程中，磁路电感变化较大，其产生的反电动势对合闸线圈中的电流增长产生了很强的阻碍作用，并且这种阻碍作用随着合闸速度的增大而增大，使得需要提供数百安培的直流电流才能完成合闸动作，要求的操作功率很大。

继电保护多选模拟试题含答案一、多选题（共100题，每题1分，共100分）1、整组试验及验收传动前应满足(____)。

A、新投产和全部校验时应用80%保护直流电源和开关控制电源进行开关传动试验$B、$保护装置投运压板、跳闸及合闸压板应投上$C、$进行传动断路器试验之前，控制室和开关站均应有专人监视，并应具备良好的通信联络设备，监视中央信号装置的动作及声、光信号指示应正确$D、$如果发生异常情况时，应立即停止试验，在查明原因并改正后再继续进行正确答案：ABCD2、按照灭弧介质的不同，断路器可分为(____)。

A、压缩空气断路器B、真空断路器C、SF6断路器D、油断路器正确答案：ABCD3、高压断路器的常见操动机构的类型有(____)。

A、$液压式B、$弹簧式$C、$气动式$D、电磁式$正确答案：ABCD4、某220kV线路第一套合并单元故障不停电消缺时，可做的安全措施有（）A、$退出第一套母差保护该支路SV接收压板$B、$投入该合并单元检修压板$C、$断开该合并单元SV光缆D、退出该线路第一套线路保护SV接收压板$正确答案：BC5、内部配线应标明(____)。

A、电缆编号B、所在端子位置C、回路编号D、对端端子位置正确答案：BD6、线路纵联差动保护光纤通道为复用2M通道，假设保护装置及复用接口装置说明书技术参数（波长λ=1310nm）光发送功率均为>=-10dBm，光接收灵敏度均为-40dBm，当通道告警时，下面哪些试验方法能将告警原因定位在保护装置至复用接口装置光纤回路（）A、保护装置光纤通道自环模式，在保护装置背后使用尾纤自环装置光口，通道告警消失，当在复用接口装置背后使用法兰盘将光纤自环，通道告警不消失B、使用光功率测试仪在保护装置背后测试装置光口TX光功率为-6dBm,测试复用接口装置RX光口处连接光纤光功率为-42dBmC、使用光功率测试仪在保护装置背后测试装置光口RX处连接光纤光功率为-8.7dBm,测试复用接口装置TX光口光纤光功率为-8dBm正确答案：AB7、故障录波器的统计评价方法正确的选项有（）A、母线故障时，指母线上的和线路对侧的录波器)必须进行评价B、与故障元件连接最近的录波器(例如线路故障时指线路两侧的录波器C、故障录波器录波完好率的计算式为D、因系统振荡或区外故障，凡已启动的故障录波器，当省局和网局要求上报录波时，应进行评价正确答案：ABC8、“两个替代”指的是( )。

真空断路器概述真空断路器是输配电设备开关的一种，其主要特点是灭弧室的介质是真空。

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真空断路器的静触头和动触头均放置在真空的玻璃泡中，因而熄弧快，触头不致氧化，适合于频繁操作，也没有变压器油的火灾危险性。

真空断路器真空度要求为10负四次平方mmHg以上，所以密封比较困难。

真空断路器的核心技术在于真空灭弧室，真空灭弧室的发明是真空断路器出现的开端。

发展历史真空灭弧室的发明标志着真空断路器的出现，1893年，美国的里顿豪斯提出了结构简单的真空灭弧室，并获得了设计专利。

1920年瑞典佛加公司第一次制成了真空开关。

1926年美国索伦森等公布的研究成果也显示了在真空中分断电流的可能性，但因分断能力小，又受到真空技术和真空材料发展水平的限制，尚不能投入实际使用。

随着真空技术的发展，50年代美国才制成第一批适用于切断电容器组等特殊要求的真空开关,分断电流尚停在4千安的水平。

由于真空材料冶炼技术上的进步和真空开关触头结构研究上所取得的突破，1961年，美国通用电气公司开始生产15千伏、分断电流为12.5千安的真空断路器。

1966年试制成15千伏、26千安和31.5千安的真空断路器，从而使真空断路器进入了高电压、大容量的电力系统。

80年代中期，真空断路器的分断能力已达100千安。

真空电弧问题当断路器触头在真空中分断电流时会产生真空电弧。

真空电弧靠触头材料所生成的金属蒸气来维持。

由于气体压力低，电弧等离子体中的电子、离子或金属粒子具有强烈的扩散作用，因此真空电弧很容易被熄灭，并且触头间隙的介质强度恢复速度很高。

真空电弧有扩散型和集聚型两种基本形态。

扩散型真空电弧通常在数千安以下的电流范围内产生，它没有显著的阳极位降区，而阴极斑点不断向四周迅速扩散。

集聚型真空电弧在电流超过某个数值（一般在10千安以上）时产生，阴极上所有斑点相互吸引而集聚在一起，其运动变得很缓慢，并出现阳极斑点和位降区。

真空断路器的操动机构-民熔真空断路器，系三相交流50Hz额定电压为12KV的电力系统的户内开关设备，民熔真空断路器作为电网设备、工矿企业动力设备的保护和控制单元。

适用于要求在额定工作电流下的频繁操作，或多交开断短路电流的场所。

一、真空断路器的操动机构操动机构是真空断路器的驱动装置，主要有电磁操动机构与弹簧操动机构。

1 真空断路器对操动机构的要求(1)机构的输出特性尽量与真空断路器的反力特性相匹配。

(2)要有足够的合闸输出功;保证真空断路器具有关合短路故障电流的能力。

(3)合闸后，即使在事故状态下也能稳定地保持合闸(即令开关具有动稳定性)。

(4)要保证在85%～110%合;同操作电压下能正常合闸;在65%～120%分闸电压下能正常分闸，而在30%额定操作电压下不得分闸。

(5)可以电动或手动操作。

(6)电磁机构应具有自由脱扣的功能。

2 真空断路器合闸的反力特性反力特性是指合闸过程中，从断路器的驱动端看进去，需要克服的各种阻力(包括弹簧的反作用力、摩擦力。

电动力和惯性力等)与行程的关系曲线。

反力特性告诉我们，操动机构为断路器提供的合闸功，必须大于用于克服各种阻力所做的功，断路器方能完成合闸动作。

3 真空断路器的电磁操动机构由于电磁操动机构螺管电磁铁的出力特性容易满足真空断路器合闸反力特性的要求，所以在真空断路器的发展初期主要是配用电磁操动机构。

此外电磁机构具有构造简单、使用简便、造价低廉等优点，是目前配电系统各类断路器的主要配用机构，运行部门不但十分熟悉而且积累了很多使用维护的宝贵经验。

4 真空断路器的弹簧操动机构弹簧操动机构可交、直流操作，操作电流很小，一般仅为1.5～3A，即便采用直流操作时所需的直流蓄电装置容量也小。

它可手动储能合闸、分闸，并且具有过流脱扣功能。

在一般的终端配电室可以取消直流蓄电装置而节省投资。

国外一般中压等级的断路器大多配用弹簧操动机构。

第三章高压电气设备安全一、单项选择题(每题只有—个选项是正确的，不选、多选、错选均不得分)1、箱式变电站由( A )组成。

A、高压室、变压器室、低压室B、高压室、操作室、低压室c、高压室、仪表室、低压室 D、高压室、变压器室、值班室2、对高压开关巡视时，不应当做以下(D)工作。

A、观察少油断路器油标管内的油位B、观察真空断路器的真空表标示C、观察SF6断路器的气压表标示D、取下、给上二次控制保险3、下列断路器中不允许频繁分、合闸操作的是( C)断路器。

A、真空B、六氟化硫c、少油 D、空气4、常温下的六氟化硫是(A )体。

A、气B、液C、胶状D、固体5、从SF6气体钢瓶引出气体时，必须使用减压阀降压。

当瓶内压力降至(D )时，即停止引出气体，并关紧气瓶阀门，戴上瓶帽。

A、9.8 x lOPaB、9.8 x 15PaC、9.8 x1OOPaD、9.8 x 104Pa6、SF6气瓶应放置在阴凉干燥、通风良好、敞开的专门场所，(A )保存，并应远离热源和油污的地方，防潮、防阳光曝晒，并不得有水分或油污粘在阀门上。

A、直立B、卧放 c、斜放 D、倒置7、变压器油在少油断路器中的主要作用是( A)。

A、灭弧B、冷却触头C、对触头润滑D、防止触头氧化8、少油断路器中油的主要作用是(A )。

A、灭弧和绝缘B、绝缘和冷却 c、绝缘和润滑 D、润滑和冷却9、发现运行中的少油型高压开关渗油严重，油面降至油面线以下，应(C )处理。

A、立即手动切开油开关B、立即加油C、通过上级断路器切断负荷D、通过远动装置切断油开关10、能分、合负载电流，不能分、合短路电流的电器是( C)。

A、断路器B、隔离开关 c、负荷开关 D、熔断器11、户外高压隔离开关可以拉合(B )kVA及以下的空载变压器。

A、315B、500 c、800 D、100012、户内高压隔离开关可以拉合(A )kVA及以下的空载变压器。

A、315B、500C、800D、100013、隔离开关允许拉合变压器的空载电流为( A)A。

真空断路器结构简图-民熔真空断路器，系三相交流50Hz额定电压为12KV的电力系统的户内开关设备，民熔真空断路器作为电网设备、工矿企业动力设备的保护和控制单元。

适用于要求在额定工作电流下的频繁操作，或多交开断短路电流的场所。

1.真空断路器结构简图真空断路器的结构图，图一和图二分别为正面和侧面视图。

真空断路器的主要部件及名称说明见标注1-16。

图一1.开距调整片16.连接弹簧或电磁操动机构的大轴图一、真空断路器外型图(正面)图二2.触头压力弹簧3.弹簧座4.接触行程调整螺栓5.拐臂6.导向板7.螺钉8.导电夹紧固螺栓9.下支座10.真空灭弧室11.真空灭弧室12.上支座13.绝缘子固定螺丝14.绝缘子15.螺栓16. 连接弹簧或电磁操动机构的大轴图二、真空断路器外型图(侧面)2.真空断路器结构的基本要求1)机械性能稳定，例如合闸弹跳时间，希望在寿命全程中保持同一状态，不要初期无弹跳，后期则弹跳。

2)足够的机械强度，使断路器本身具有足够的动稳定度。

3)高压区和低压区的分隔，最好是前后布置，有助于保证运行中人员的人身安全。

4)操动机构的检查、调整、维修要有足够空间。

方便。

5)结构简单、工作可靠、价格低廉。

6)易于实现防误联锁。

所有真空断路器，不论是何种结构，断路器本体中均装设有分闸拉力弹簧。

合闸过程中操动机构既要提供驱动开关运动的功，又要同时将分闸弹簧贮能。

当需要分闸时，操动机构只需完成脱扣解锁任务，由分闸弹簧释能完成分闸运动。

3.功能部件真空断路器按其结构的功能可分为六个部分：1)支架：安装各功能组件的架体。

2)真空灭弧室：实现电路的关合与开断功能的熄弧元件。

3)导电回路：与灭弧室的动端及静端连接构成电流通道。

4)传动机构：把操动机构的运动传输至灭弧室，实现灭弧室的合、分闸操作。

5)绝缘支撑：绝缘支持件将各功能元件，架接起来满足断路器的绝缘要求。

6)操动机构：断路器合、分间的动力驱动装置4.结构形式真空断路器的类型，可从不同角度来划分，一般情况下主要从以下两个方面划分：1)按使用场所划分--可分为户内式和户外式(见图三、图四)。

高压真空断路器主要机械特性参数引言高压真空断路器是一种常用的电力保护设备，具有断电、隔离、短路等电气特性。

随着电力行业的不断发展，高压真空断路器的应用范围也越来越广泛，因此了解其主要机械特性参数是非常必要的。

本文将介绍高压真空断路器的主要机械特性参数，包括额定电压、额定电流、额定短路开断电流、额定短路关合电流、额定操作次数、操作机构类型等方面。

额定电压额定电压是指设备设计规格中所规定的最高允许工作电压。

高压真空断路器的额定电压一般为12KV、24KV、40.5KV等不同级别。

其电气性能参数与额定电压有关，具有不同的分断能力、绝缘水平和外形尺寸等，因此在选型、设计及使用过程中应严格按照额定电压进行。

额定电流额定电流是指设备设计规格中所规定的连续工作电流，也是标识断路器电气性能的重要参数之一。

它通常表示为一个具体数值，如630A、1250A、2000A等。

额定短路开断电流额定短路开断电流是指在正常电网运行的状态下，断路器可以安全地分离故障区域并切断负载电路的最大故障电流。

这个参数通常是用来表示断路器的分断能力的指标之一。

额定短路关合电流额定短路关合电流是指断路器可以正常合上的最大短路电流，一般比额定短路开断电流要大。

该参数反映了设备的合闸能力，对断路器的合闸时间、电弧特性等都有影响。

额定操作次数额定操作次数是指设备在设计寿命期间，正常运行的操作次数。

在额定电流和额定短路开断电流的前提下，当高压真空断路器达到额定操作次数后，其电气性能参数已经发生了变化，用户应当重新考虑是否需要更换。

操作机构类型高压真空断路器的操作机构主要有手动操作、电动操作、自动化控制操作等。

手动操作机构是基于人工操作来控制断路器的开关，操作相对简单；电动操作机构是基于电动机等电气元件来完成断路器的开关操作，控制信号可远程传输，具有更高的自动化水平；自动化控制操作除了具备电动操作的优势，还能实现自动化控制、状态监测、数据传输等多项功能，属于高效、智能化的操作方式。

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。