真空斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)分類及特點(diǎn)：

斷路器(英文名稱rireuit-breaken是指能夠關(guān)合承載和開(kāi)斷正常回路條件下的電流并能關(guān)合，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開(kāi)斷異常回路條件下(包括短路條件)的電流的開(kāi)關(guān)裝置，在電力系統(tǒng)的一次設(shè)備中占有重要地位。

斷路器包括兩大部件:一為滅弧室，分為六氯化硫與真空兩種類型，相當(dāng)于斷路器的心臟；另一為操動(dòng)機(jī)構(gòu)，為斷路器完成分、合操作，對(duì)斷路器的操作特性影響很大。操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)工作量大，故障發(fā)生率較高。因此其可靠性至為關(guān)鍵。下面重點(diǎn)介紹真空斷路器所用的三種操動(dòng)機(jī)構(gòu)。

1、彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)：

彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由儲(chǔ)能及能量保持部分，合閘驅(qū)動(dòng)部分合閘保持及分閘脫扣部分，合分電磁鐵及二次控制元件部分構(gòu)成。

圖1所示為彈簀操動(dòng)機(jī)構(gòu)原理框圖。

目前國(guó)內(nèi)外使用的彈簧機(jī)構(gòu)主要為螺旋彈簧機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)又分為配裝式和一體式。配裝式彈簧機(jī)構(gòu)有單獨(dú)的型號(hào)，可配不同型號(hào)的斷路器使用，如CT17，CT19型等。一體式指彈簧機(jī)構(gòu)與真空斷路器本體構(gòu)成一體，機(jī)構(gòu)本身并沒(méi)有單獨(dú)的型號(hào)，例如ZA63A型，VD4型，3AH型真空斷路器。

一體式減少了中間的傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單緊湊，降低了能耗和噪聲。這種機(jī)構(gòu)一經(jīng)裝配完畢后可以免調(diào)試，模塊化程度較高，其廣泛應(yīng)用于中低壓成套電氣行業(yè)，一般由真空斷路器廠家一起生產(chǎn)。 配裝式彈簧機(jī)構(gòu)由國(guó)內(nèi)的指定廠家生產(chǎn)，通過(guò)機(jī)構(gòu)及對(duì)接裝置懸掛于橫梁之下。配用敞開(kāi)式中壓斷路器，目前使用的是CT17型和CTI9型。這兩者結(jié)構(gòu)基本相同，前者為直推式輸出，后者為旋轉(zhuǎn)式輸出。

圖2為CT17彈簀操動(dòng)機(jī)構(gòu)圖片。

以CT17為例，該機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)為夾板式儲(chǔ)能系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)置于兩側(cè)板之間，合閘彈簀，接線端于微動(dòng)開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能電機(jī)電磁鐵等置于外側(cè)。儲(chǔ)能電機(jī)為直流永磁電動(dòng)機(jī)，儲(chǔ)能時(shí)間較為穩(wěn)定。電機(jī)通過(guò)滑塊聯(lián)軸器與齒輪輸入軸相連，通過(guò)二級(jí)圓柱齒輪減速，拉緊合閘彈寶進(jìn)行儲(chǔ)能。其儲(chǔ)能系統(tǒng)采用棘爪驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能到位時(shí)機(jī)構(gòu)離合，電機(jī)空轉(zhuǎn)；手動(dòng)儲(chǔ)能為棘輪機(jī)構(gòu)，不會(huì)帶動(dòng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；扇形板軸上裝有防止逆轉(zhuǎn)的止動(dòng)棘爪,防止儲(chǔ)能過(guò)程中的回退。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用凸輪擺動(dòng)與四連桿組合而成的組合機(jī)構(gòu),的連桿均采用對(duì)稱鉸接,考慮到真空斷路器的負(fù)戰(zhàn)特點(diǎn)，使四連桿行駛在斷路器的超行程階段接近死區(qū)，機(jī)械利益增大，增力效果明顯。合分閘半軸都采用平面半軸鎖F在分閘脫扣系統(tǒng)中采用兩級(jí)減力機(jī)構(gòu)，使脫扣力可以較小，與分閘電磁鐵力相匹配。

彈簀操動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是只需要小功率的操作電源。電機(jī)功率小，同時(shí)交直流兩用，適宜交流操作且彈簧本身容易制造，加工成本低，儲(chǔ)存能量效率高。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，依靠機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，零部件數(shù)量較多(約180個(gè))，而且加工精度高，制造工藝復(fù)雜，熱處理成本高。故障較多從而可靠性降低。

2、永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)：

永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種的斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)。它利用電磁鐵操動(dòng)，永久磁鐵鎖扣，電容器儲(chǔ)能，電子元器件進(jìn)行分合闡控制，從而實(shí)現(xiàn)斷路器所需的操作。

在永磁機(jī)構(gòu)中，驅(qū)使動(dòng)鐵心運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)自于電容器。電容器事先被充電，儲(chǔ)存電場(chǎng)能操作時(shí)，電容器以放電的方式，向勵(lì)磁線圈釋放能量，這樣電場(chǎng)能被轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能，磁場(chǎng)能再轉(zhuǎn)換成董鐵新運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，在完成一個(gè)完整的操作順序之后，電容器可在10S中充滿電。永磁體用來(lái)產(chǎn)生鎖扣力，不需要任何機(jī)械能就可將真空斷路器保持在分、合閘位置上。其控制部分采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)構(gòu)成電子控制單元，一般采用傳感器和接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)分、合閘狀態(tài)。

永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式歸結(jié)為兩種:一種為雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，另一種為單穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)又有對(duì)稱式(雙線圈)和非對(duì)稱式(單線圈)。雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的分、合閘鎖扣靠永久磁鐵，不管是雙線圈式還是單線圈式。單穩(wěn)態(tài)的臺(tái)閘鎖扣靠永久磁鐵，分闡鎖扣靠彈簧結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是臺(tái)閘能源來(lái)自電源，合閘的同時(shí)給分閘彈簧儲(chǔ)能，故采用脫扣的方式進(jìn)行分閘。但是，單線圈式機(jī)構(gòu)所需的合閘能量較大，臺(tái)閘保持力也隨之加大，給產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)一定的困難。

永磁機(jī)構(gòu)是近年來(lái)新興的一種斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)。其優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件數(shù)量較少。無(wú)需機(jī)械脫扣，鎖扣裝置，提高了工作的可靠性；工作時(shí)主要的零部件只有一個(gè)鐵心，而且它與相關(guān)部件之間的運(yùn)動(dòng)摩擦小，適臺(tái)頻繁的操作；具有良好的力行程特性，非常接近真空斷路器的要求。但永磁機(jī)構(gòu)在社會(huì)推廣度不高，尚需經(jīng)受市場(chǎng)的考驗(yàn)，需要解決好電容的充電時(shí)間與使用壽命問(wèn)題，電子元器件可靠性仍需提高，價(jià)格也較貴，因此目前市場(chǎng)用量還不大。

3、電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)：

電磁操作機(jī)構(gòu)以電能作為操作動(dòng)力，由一個(gè)電磁線圈和鐵心，加上分閘彈簧和必要的機(jī)械鎖扣系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單零件數(shù)量少，制造成本低。螺管電磁鐵的出力特性容易滿足真空斷路器合閘反力特性的要求。常見(jiàn)的電磁機(jī)構(gòu)的型號(hào)為CD10和CD17型。

電磁機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造,工作可靠。其缺點(diǎn)為合閘線圈消耗功較大，要求配用大容量的直流電源(蓄電池)，因而輔助設(shè)備投資較大，維護(hù)費(fèi)用高，加之機(jī)構(gòu)本身笨重，動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，在斷路器中使用數(shù)量已逐漸減少。

4、結(jié)論：

目前，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)在市場(chǎng)中占有主導(dǎo)地位，國(guó)內(nèi)外典型的電力設(shè)備企業(yè)均有自己的主打品牌，因而造成彈簧機(jī)構(gòu)的種類加多，型號(hào)繁雜,各產(chǎn)品通用化，系列化程度低。結(jié)合未來(lái)電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展趨勢(shì)，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)也應(yīng)該朝著模塊化，智能化，系列化方向發(fā)展；精簡(jiǎn)彈簀操動(dòng)機(jī)構(gòu)種類，實(shí)現(xiàn)高度系列化模塊化且具備企業(yè)特色；加大核心零部件自制力度。建立化生產(chǎn)基地；加大系列化機(jī)構(gòu)推廣力度、建立機(jī)構(gòu)序列標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，供市場(chǎng)需求選型使用。在做優(yōu)彈簧機(jī)構(gòu)的同時(shí)，著力研發(fā)契合市場(chǎng)需求的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，解決該機(jī)構(gòu)存在的技術(shù)難題，進(jìn)行一定程度的技術(shù)儲(chǔ)備，使其盡快投放市場(chǎng)，拓寬該產(chǎn)品在電力設(shè)備中的發(fā)展之路。