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断路器操作机构的选用原则

供稿:中国工控网 2017/9/22 11:17:10

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  • 关键词: 断路器 操作机构
  • 摘要:本文对断路器操作机构的基本特点及具体的选用原则进行了详细介绍,供选型时参考。

  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 
  由于断咱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。

审核编辑(王静)
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