断路器的各种操作机构的区别.pdf

我们在现场碰到的开关一般分为多油（比较老的型号，现在几乎见不到 了）、少油（一些用户站还有）、SF6、真空、GIS （组合电器）等类型。这些 讲的都是开关的灭弧介质，对我们二次来说，密切相关的是开关的操 作机构。机构类型可分为电磁操作机构（比较老，一般在多油或少油断 路器配的是这种）；弹簧操作机构（目前最常见的，SF6、真空、GIS 一般 配有这种机构）；最近 ABB 又推出一种必威体育精装版的永磁操作机构（比如VM1 真空断路器）。 6.2 电磁操作机构 电磁操作机构完全依靠合 闸电流流过合闸线圈产生的 电磁吸力来合 闸同时压紧跳闸弹簧，跳闸时主要依靠跳闸弹簧来提供能量。所以该 类型操作机构跳闸电流较小，但合闸电流非常大，瞬间能达到一百多 个安培。这也是为什么变电站直流系统要分合闸母线控制母线的 故。 合母提供合闸电源，控母给控制回路供 电。合闸母线是直接挂在 电池 组上，合母电压即 电池组电压（一般240V 左右），合闸时利用电池放电 效应瞬间提供大 电流，同时合闸时电压瞬间下降的很厉害。而控制母 线是通过硅链降压和合母连在一起（一般控制在 220V），合闸时不会影 响到控制母线电压的稳定。 因为电磁操作机构合闸电流非常大，所以保护合闸回路不是直接接通 合闸线圈，而是接通合闸接触器。跳闸回路直接接通跳闸线圈。合闸 接触器线圈一般是电压型的，阻值较大（一般几 K）。保护同这种回路 配合时，应注意合闸保持一般启动不了。但这问题也不大，跳闸保持 TBJ 一般能启动，所以防跳功能还存在。该类型机构合 闸时间较长 （120ms~200ms），分闸时间较短（60~80ms）。 6.3 弹簧操作机构 该类型机构是目前最常用的机构，其合闸分闸都依靠弹簧来提供能量， 跳合闸线圈只是提供能量来拔出弹簧的定位卡销，所以跳合闸电流一 般都不大。弹簧储能通过储能 电机压紧弹簧储能。对弹操机构，合闸 母线主要给储能 电机供电，电流也不大，所以合母控母区别不太大。保 护同其配合，一般没什么特别需要注意的地方。 合闸弹簧和跳闸弹簧是独立的，储能机构一般只给合闸弹簧储能， 而跳闸弹簧一般是靠断路器合闸动作储能.在合 闸回路中串联有开关 储能接点，也就是说开关未储能就不能进行合闸。但分闸回路中没有 串联有开关未储能接点。所以就算开关未储能，也可以跳开。（注意：这 里的开关未储能指的是合闸弹簧未储能，而分闸弹簧未储能是没有接 点出来的）。 在断路器断开时，分闸弹簧是还没储能的，而合闸弹簧已储能。 合 闸时，合闸弹簧释放能量，合 闸同时给分 闸弹簧储能。以确保开 关在合上的时候能跳开。合闸弹簧释放完能量时（开关刚合上），电机 开始给合闸弹簧储能，这个大概需要十秒钟，此时就算合于故障，因 为分 闸弹簧已储能，所以能跳开。这也说明在手合于故障时，开关 能马上跳开，但这种跳开之后不能马上再次重合（需要区别于重合闸）， 因为合闸还没储能，要等储能结束后才能再次送 电。而如果是开关 本来是合上的，此时开关的合闸弹簧和分闸弹簧都已储能。 有故障时，分闸弹簧释放能量分闸。再过 1 秒左右，（由于合闸弹 簧已储能）合闸弹簧释放能量进行合闸。而在合闸结束的时候，分闸 弹簧已储能结束，但合闸弹簧还没有储能好。如果这次合闸于故障，由 于分闸弹簧以储能结束，所以开关能马上跳开。但跳开之后就不能再 次马上合上了，需要等到合闸弹簧储能结束以后才行（一般开关需要 30 秒后才行，但我们实际情况就要等事故处理完毕后，才能重新再次 试合） 6.4 永磁操作机构 永磁操作机构是 ABB 最近才应用到国内市场的一种新机构，首先应 用于它的 VM1 型 10KV 真空断路器上。它原理同电磁型大体有点类 似，主动轴为永磁材料制成，永磁体周围有电磁线圈。正常情况下电 磁线圈不带电，当开关要分闸或合闸时，通过改变线圈的极性利用磁 力相吸或排斥的原理，驱动分闸或合闸。虽然这个电流也不小，但开 关是通过一个大容量电容来“储能”，动作时通过电容放电来提供大电 流。这种机构优点是体积小，传动机械部件少，所以可靠性较弹操机 构要好。同我们保护装置配合来说，我们跳合闸回路驱动的是一个高 阻固态继电器，它实际上只需要我们给它提供一个动作脉冲即可。所 以对该开关，保持回路肯定启动不了，保护的防跳也不会启动（该机构 本身带有防跳）。但是要注意一点，因为固态继电器的动作 电压较高， 常规设计 TWJ 负和合闸回路接在一起这种情况，不会造成固态继电 器给动作，