电力系统断路器操作机构分为弹簧机构、液压机构、气动机构和液压碟簧机构。下面主要介绍弹簧操作机构的工作原理。
1.原理弹簧操动机构是一种以弹簧为储能元件的机械操动机构。弹簧的储能由电机通过减速装置完成,并通过锁止系统保持在储能状态。分断时,锁扣被磁力脱扣,弹簧释放能量,触点通过机械传动单元运动。
2.弹簧操作机构结构简单,可靠性高,开合操作由两个螺旋压缩弹簧实现。马达为闭合弹簧储存能量。合闸时,合闸弹簧的一部分能量用于合闸,另一部分能量用于分闸弹簧储能。合闸弹簧一释放,储能电机将立即储能,储能时间不超过15s(储能电机为交流/DC两用电机)。运行时,分时合闸弹簧处于压缩状态,而分闸弹簧的释放有独立的系统,与合闸弹簧无关。这样设计的弹簧操动机构具有很高的可靠性和稳定性。
分闸操作:分闸信号使分闸线圈通电,并使分闸撞针撞击分闸扳机,扳机顺时针旋转并释放分闸保持件,分闸保持件也顺时针旋转以释放主曲柄臂上的轴销。分闸弹簧力使主曲臂逆时针旋转,断路器断开。
当开关处于分闸位置时,合闸弹簧处于储能状态(分闸弹簧已释放),凸轮通过凸轮轴与棘轮连接。棘轮在储存的合闸弹簧力的作用下有一个顺时针方向的力矩,但被合闸触发器和合闸弹簧储能闩锁锁住,开关保持在断开位置。
合闸操作:合闸信号给合闸线圈充电,使合闸柱塞撞击合闸触发器。合闸触发器顺时针旋转释放合闸弹簧储能卡子,合闸弹簧储能卡子逆时针旋转释放棘轮上的轴销。合闸弹簧力使棘轮带动凸轮轴逆时针转动,主曲臂顺时针转动,断路器完成合闸。同时,打开弹簧被压缩以储存能量。当主曲柄臂转到行程末端时,打开触发器和关闭保持闩锁锁定轴销,并将开关保持在关闭位置。
当开关处于闭合位置时,闭合弹簧被释放(断开弹簧已储存能量)。断路器闭合后,与棘轮连接的凸轮板闭合限位开关,电磁开关通电,接通电机电路启动储能电机,储能电机通过一对锥齿轮传递给与一对棘爪连接的偏心轮。偏心轮的转动使这对棘爪交替踩踏棘轮,使棘轮逆时针转动,带动合闸弹簧储能。闭合弹簧储能到位后,由闭合弹簧储能保持闩锁锁定。同时,凸轮板使限位开关切断电机电路。合闸弹簧储能过程完成。