浅谈断路器操作机构的选用

在电力网中，断路器是各电压等级开关的重要组成部件，其分、合闸的灵敏及可靠性决定各级用电设备 能否安全经济运行。
　　一、 断路器配制操作机构的基本情况
　　　断路器是 通过操作机构的传动部件，改变力的方向和作用点来实现预设目的，其能量来源一般有电力和人力两种，除人力机构外，如电磁机构、气动机构、弹簧机构和液压机构均为依靠电力所做的功，依靠瞬间的能量释放来实现断路器的动作。从农网改造中所使用的新设备来看，虽然部件有新改进，但仍无重大突破，仍存在着动作环节太多，动静润滑等方面而造成机构效率的问题，同时又可能磨损和损坏部件，因此机构的故障率较高。
　　　根据近年来的实践和现场运行经验，在断路器的各种故障中，机构操作为首位，约为八成，而这些机构故障中，操作机构故障又占绝大部分。究其原因主要是因为操作机构处于静态运行状态，其各活动环节工作状态无法监视，隐患无法及时发现，特别是室外设备，由于受环境条件的影响，更易出现故障，所以操作机构的结构优化， 零部件采用新材料、新工艺及提高加工精度等，是今后消除存在缺陷的一个长期任务。
　　二、 操作机构应具备的基本要求
　　　由于断路器能否有效而可靠的动作，较大程度上取决于操作机构的性能和质量，所以根据断路器的不同，其配备的操作机构应满足所需性质和其可靠性，主要有以下几点：
　　1、 操作机构应有足够的合闸功能
　　　在实际工作当中，操作机构的能量不会保持在额定值，而是在一定范围内变化。按原部颁规程要求，其下限值为额定值的80%-85%，上限值为额定值的110%，也就是说，操作机构在下限值时，能够关合生、短路电流，而上限值时，不应由于操作力过大而损坏相关部件。
　　2、 应具有保持合闸功能
　　 当操作命令持续时间短，操作功能配合短时，应有保持合闸机构，以保证合闸命令和操作功能消失后，断路器仍保持在合闸位置。
　　3、 具有较短的分闸时间
　　　其合闸时间快慢应于操作者的动作快慢及下达命令时间长短无关，至少要求分闸速度不致电弧重燃，即尽可能地缩短分闸时间，以减少短路故障存在的时间，以提高电力系统的稳定性，达到尽可能减小故障范围。
　　4、 要有防跳跃装置
　　　为了避免断路器合闸后出现连续多次合分现象，要采用机械的或电的方法，使断路器分闸后不能任意分、合，以减少无谓的动作。
　　5、 要有联动装置
　　　操作机构中有了联动装置，才能保证路路器可靠性，才能使断路器处于一种状态时，有因操作机构误动而受影响，一般操作机构应有分闸位置联锁；低气压与高气压联锁；弹簧机构中的位置联锁等
　　三、 各类操作机构的动作的优缺点
　　1、 手动操作机构
　　　其分合闸速度取决于人力大小和操作者的熟练程度。也就是说可靠性因人而异。若系统有潜伏故障时，由于电动力过大，或者由于合痂速度太慢会发生断路器触头熔焊甚至爆炸，很不安全。
　　2、 电动储能弹簧机构
　　　优点：分、合闸速度快，电动机功率小，可交直流两用。
　　　缺点：结构复杂，零部件较多，加工精度要求过高。
　　　适用于操作中压断路器，特别适用于小容量配电系统。
　　3、 气动操作机构
　　　优点：动作快，操作平稳，直流电源功率小，短时失去电源仍能操作若干次。
　　　缺点：价格较高，工艺要求较严。
　　　适用于高压断路器，也适用于中压断路器。
　　4、 电磁操作机构
　　　优点：结构简单，工作可靠，制造成本低。
　　　缺点：合闸线圈消耗功率大，零部件易损坏，且结构笨重，合闸时间长。
　　四、 断路器选用操作机构的原则
　　　比较以上各类操作机构来看，其性能各异，但从运行可靠性要求考虑，电动储能操作机构是发展方向。适用于中压断路器，特别适用于小容量配电系统的断路器。气动机构适用于中压、高压和超高压操作断路器。气动操作机构逐步淘汰。对于改造的变电站，还应看原有的交直流电源容量和对断路器的特性及可靠性的要求，来提出选用方案。对于新 建站，就按设计要求和实际中对断路器所赋于任务的重要程度，而对断路器特性要求要求及各种情况来综合考虑后作出选择。
　　　综上所述，在选用操作机构时，应尽可能在本单位的相同电压等级断路器中选配同类断路器，同时应选机构经优化的、动作灵活可靠，具有发展方向的产品作为断路器附件。机构操作能源种类较多，能源的可靠与否，直接影响断路器操作后电网的安全运行，因此，应先选择容量足大且安全可靠的电源。

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