断路器弹簧操作机构_机械/仪表_工程科技_专业资料。浅谈断路器弹簧操作机构 【摘 要】 本文主要论述了 vg1 型断路器弹簧操作机构的构成和 动作原理，并介绍了弹簧机构在生产和维护中的注意事项以及事故 分析与处理方法，可供设计人员和调试、维护人员参考。
浅谈断路器弹簧操作机构 【摘 要】 本文主要论述了 vg1 型断路器弹簧操作机构的构成和 动作原理，并介绍了弹簧机构在生产和维护中的注意事项以及事故 分析与处理方法，可供设计人员和调试、维护人员参考。 【关键词】 弹簧操作机构 动作原理 维护 故障分析 处理方法 断路器由本体和操作机构组成，操作机构是用来使断路器合闸、 并使断路器保持在合闸状态且能迅速使断路器分闸的装置，它对断 路器的输出特性有着至关重要的影响。它由储能单元、合闸单元及 分闸单元等构成。 1 弹簧机构的特点与结构 按合闸所用能源的不同，操作机构可划分为电磁机构、弹簧机构、 液压机构和气动机构。目前 35kv 及以下断路器主要使用的是弹簧 机构。弹簧操动机构是利用储能的弹簧为动力使开关实现合闸动 作。它可采用人力或小功率交、直流电机来驱动，因而合闸功基本 不受外界因素〔如电源电压、气源气压、液压源液压〕的影响，既 能够获得较高的合闸速度，又能够实现快速自动重复合闸操作；另 外，与电磁操动机构相比，弹簧操动机构成本低，价格便宜，是真 空断路器中最常用的一种操动机构，其生产厂家也比较多[1]。 2 弹簧机构的组成 弹簧机构尽管种类较多，但一般有由储能单元，合闸单元，分闸 单元，本体组成，下面以 vbi 弹簧机构为例[2]，说明如下，见图 1： 2.1 储能单元 储能机构单元位于左侧板和中间隔板之间，为一级齿轮减速机 构。储能既可由储能电动机自动进行，也可用往复摇动储能的手柄 进行手动储能，储能状态指示器显示当前的储能情况。作为自动重 合闸顺序的先决条件，操作机构在一次合闸操作后，由储能电动机 进行再储能。 2.2 合闸单元 合闸单元也位于左侧板和中间隔板之间，主要包括合闸电磁铁、 合闸半轴、合闸挚子轴、凸轮等，见图 3。合闸动作原理：当按下 手动合闸弯板 8 或起动合闸电磁铁 9，合闸半轴 1 逆时针转动，合 闸挚子 6 解锁，脱扣机构释放预先已储能的弹簧能量，通过凸轮 4 撞击主轴拐臂滚轮，直接驱动主轴转动，并通过大连板带动绝缘拉 杆，真空灭弧室内的动触头由绝缘拉杆带动向上运动，直到触头接 触为止，同时触头弹簧被压紧，以保证主触头有适当的接触压力， 在合闸过程中分弹簧也同时被拉伸储能[3]。 2.3 分闸单元 它是使断路器能快速脱扣分闸的机构。对于机械式操作机构它是 指分闸脱扣装置及相应的连杆系统，见图 4。当按下手动分闸弯板 8 或起动分闸电磁铁 7 时，分闸扣板 4 和分闸挚子 9 解锁，分闸过 程便开始。脱扣机构在触头压力和分闸弹簧的作用下开始动作，真 空灭弧室内的动触头在绝缘拉杆的带动下向下运动，主轴拐臂上的 滚轮与油缓冲器 1 相接触，最终到达分闸位置[4]。 2.4 本体 本体主要指机构的支撑、传动系统。 2.5 弹簧机构设计 一般弹簧操动机构有上百个零件，且传动机构较为复杂，故障率 较高，运动部件多，制造工艺要求较高。另外，弹簧操动机构的结 构复杂，滑动摩擦面多，而且多在关键部位，在长期运行过程中， 这些零件的磨损、锈蚀以及润滑剂的流失、固化等都会导致操作失 误。笔者通过大量工作实践，现提出该类机构关键控制点如下[5]： （1）合、分闸半轴转动灵活：机构要使储能保持和合闸锁扣可 靠，必须确保机构合、分闸半轴长期转动灵活。由于合、分闸半轴 的复位扭簧力值一般不是很大，而半轴加工光洁度问题、润滑问题 对半轴灵活度影响较大。因此设计时应考虑合、分闸半轴支撑增加 滚针轴承，同时选择耐低温长效润滑脂，确保长期润滑有效。（2） 合、分闸半轴扣进量：储能到位时合闸挚子压在合闸半轴上，距离 合闸半轴缺口 2mm 的锁扣量称为合闸半轴扣进量。同样，合闸状态 分闸扣板压在分闸半轴上，距离分闸半轴缺口 2mm 的锁扣量称为分 闸半轴扣进量。两种扣进量主要与半轴缺口、通过弹性圆柱销连接 到半轴的手动和电动分、合闸推板周向角度有关。而该工艺不可避 免存在一定误差导致扣进量不合适。半轴扣进量太大不能合、分闸 或低电压合、分闸存在问题，太小可能导致储能保持不住或合闸保 持不住。因此必须设计专用工装，把合、分闸半轴缺口与推板周向 角度偏差控制在合理范围，且必须有专门检具检验。（3）合闸和分 闸弹簧：合闸和分闸弹簧力值大或小将会对合闸可靠性、合闸速度、 分闸速度产生重大影响，因此对每批次合闸和分闸弹簧均须严格按 检验规范检验。同时合闸弹簧装好两头弹簧挂板必须采用专用检具 检查弹簧自由状态两挂板孔间距。 关键零件热处理硬度：半轴、合闸挚子、分闸扣板、分闸挚子需 局部高频淬火，防止磨损致锁扣保持不住，而受冲击较大凸轮、凸 轮撞击的拐臂处滚轮、连接销一般需考虑渗碳淬火，以增加零件耐 磨性、抗疲劳能力。 3 弹簧机构常见故障的分析处理[6][7] 尽管从设计、生产检验加强控制和检查，但弹簧机构零件众多， 实际生产由于零部件差异或人员大意等主观因素，还是会出现一些 故障，现根据生产过程经常出现故障提出分析及解决措施见（表 1）。 4 结语 弹簧操作机构类型多样且更新换代速度很快，但其基本组成单 元、动作原理大致相同，以上分析说明可以提供一种解决问题的参 考思路。 参考文献： [1]李建基.高中压开关技术（9）.真空断路器的操动机构（上） [j].大众用电，2009（02）. [2]苑舜，王季梅.真空断路器弹簧操动机构优化理论分析[j]. 电工技术学报，1994（04）. [3]耿天敏，王小红.浅析真空断路器合闸弹跳故障[j].科技信 息，2007（09）. [4]李禹生，杨巧妮，许洪春.真空断路器的合闸弹跳和分闸反弹 [j].电气时代，2007（06）. [5]成守勇，王冬梅，臧凤欣，罗际.真空断路器弹簧操动机构优 化设计要点[j].电气制造，2010（10）. [6]雷海燕，刘俊国.高压真空断路器故障分析与处理[j].科技资 讯，2008（04）. [7]张辉.高压真空断路器故障分析与处理[j].黑龙江科技信息， 2009（17）.
