三工位机构工作原理

高压真空断路器与三工位的机械联锁摘要：高压真空断路器与三工位的机械联锁直接关系着操作人员的人身安全和设备的稳定运行，目前存在操作人员不规范或误操作设备发生灾难性的电气安全事故，此类事故可以从设备的机械联锁上进行防护，本文详细介绍了断路器与三工位的机械联锁原理、实现形式，针对典型的结构几种展开了阐述和研究，对于相关设备的结构设计具有借鉴意义。

关键词:高压真空断路器；三工位；机械联锁；结构形式引言在电力系统中，开关设备的联锁装置主要分为机械联锁、电气联锁，其中，机械联锁是保护人身及电网安全、防止设备误操作最直接的实现方式，高压真空断路器作为开断短路、故障电流的保护元件与三工位配套被广泛应用在GIS金属开关设备中，尤其在变电站和地铁上应用量最大，以它技术成熟、稳定性可靠、免维护等优势迅速占据电力市场。

其作为主要的主流保护设备，《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》将防误操作作为重点列入纲目[1]。

现今，断路器与三工位隔离开关的电气联锁方案已经非常成熟，但还存在不可靠的影响因素，例如：元器件质量、接线工艺、线路自故障等因素导致电气联锁失效和不动作等的情况发生，尚不能完全达到“五防”的要求。

近年来，断路器与三工位隔离开关的机械联锁将合闸操作逻辑和分闸操作逻辑进行机械干预，确保现场的操作人员仅能按此操作逻辑顺序执行，直接有效的实现了防误操作的功能，逐渐被制定成了业界内“五防”的硬性要求。

市场上的GIS金属开关设备中的真空断路器和三工位种类很多，机械联锁结构多样，本文就高压真空断路器与三工位的机械联锁进行探讨。

1. 机械联锁在真空断路器与三工位上的应用1.1 高压真空断路器与三工位机械联锁装置的要求《GB3906-2006 3.6KV~40.5KV交流金属封闭开关设备和控制设备》明确把“联锁”要求定为：防误分、合断路器；防带负荷分、合隔离开关；防带接地刀合闸；防带电误合接地刀；防误入带电间隔。

在断路器与三工位的联锁中可以定义为：只有操作指令与设备指令对应才能操作被操作设备[2]，否则定义为误操作；断路器处于合闸状态时存在带负荷的可能，此时不能操作隔离开关合分；仅当接地开关处于分闸状态，才允许依次合隔离开关和断路器；仅当断路器处于分闸状态才允许依次操作隔离开关分，接地开关合；三工位隔离开关与断路器的机械联锁必须严格按上述4点中的逻辑操作顺序设计。

2 产品概述2.1 规格适用于GIS隔离开关操作单元部分，该电动机构可用于驱动两工位隔离（简称DS）、接地开关（简称ES）和三工位隔离接地开关（简称EDS）。

该产品具有体积小，结构简单，动作灵活、可靠性高，机械寿命长、免维护、低噪音等特点。

2.2使用条件：2.2.1 使用场所：户内、户外；2.2.2 周围空气温度：-20℃~+60℃；2.2.3 使用相对湿度30~90%，月平均不大于90%（25℃）；保管相对湿度10~90%.2.2.4 水蒸气压日平均不大于2.2×10-3MPa，月平均不大于1.8×10-3MPa；2.2.5周围没有腐蚀性或可燃性气体，无严重污秽及剧烈震动的场所。

2.3 主要技术参数：2.3.1输出角度：60°（二工位）、60°+ 60°（三工位）88°（二工位）、88°+ 88°（三工位）2.3.2额定输出扭矩：200N·m（转角为60°，堵转扭矩400 N·m）300N·m（转角为88°，堵转扭矩600 N·m）2.3.3 输出方式：花键轴，花键m=0.75，齿数z=36。

输出轴的取向（以正视机构前面板为取向）：左侧、右侧2.3.4 防护等级：IP40。

2.3.5 额定工作电压：DC220V（工作电压范围85%~110%）。

2.3.6 操作方式：电动和手动。

2.3.7 电动机：额定功率300W，额定时间间隔不得小于30S，正向转及反向转的寿命均不低于3万次，工频耐压2kV 1min，雷电冲击耐压4.5 kV。

2.3.8 电动操作动作时间间隔：2次/分钟。

2.3.9 手动操作力：小于250N。

2.3.10 引用规范：GB1985-2004《高压交流隔离开关和接地开关》。

GB/T11022《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》。

DL/T486《交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件》。

三工位开关内部结构一、机械部分机械部分是三工位开关的基础，它主要负责开关的操作和动作的执行。

具体来说，机械部分包括：1.操作机构：用于接收外部操作信号，驱动开关进行动作。

常见的操作机构有杠杆式、齿轮式、曲柄式等。

2.联动机构：用于连接各个部分，确保开关动作的协调性和准确性。

3.限位机构：用于限制开关的动作范围，保证开关在正确的位置上停止。

二、电气部分电气部分是三工位开关的核心，它主要负责开关的电路控制和信号传输。

具体来说，电气部分包括：1.触点系统：用于接通或断开电路，传递控制信号。

触点系统是电气部分的核心，它的性能直接影响开关的工作效果。

2.电路保护装置：用于保护开关和电路设备免受过电流、过电压等损害。

3.绝缘材料：用于保证开关的电气性能和安全性。

三、控制部分控制部分是三工位开关的重要组成部分，它主要负责接收和处理控制信号，驱动机械部分和电气部分进行相应的动作。

具体来说，控制部分包括：1.控制器：用于接收控制信号，根据预设的程序进行判断和处理，输出控制指令。

2.驱动电路：用于将控制指令转换为机械动作或电气信号，驱动触点系统或其他相关元件工作。

四、指示部分指示部分用于显示开关的状态或位置，帮助操作人员了解开关的工作情况。

具体来说，指示部分包括：1.指示器：用于显示开关的位置或状态，如指示灯、仪表盘等。

2.显示面板：用于显示相关信息，如工作状态、故障代码等，便于操作人员进行故障排除和维护工作。

总之，三工位开关于是一种复杂的控制系统，内部包含了许多不同部件和工作环节，其结构设计需满足各种工作要求和使用条件。

在选择和使用三工位开关时，应充分考虑其内部结构和工作原理，以确保系统的安全、稳定和可靠性。