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開關彈簧操作機構.doc

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?一、彈簧操動機構 彈簧操動機構是一種以彈簧作為儲能元件的機械式操動機構。彈簧的儲能借助電動機通過減速裝置來完成,并經過鎖扣系統保持在儲能狀態。開斷時,鎖扣借助磁力脫扣,彈簧釋放能量,經過機械傳遞單元使觸頭運動。彈簧操動機構結構簡單,可靠性高,分合閘操作采用兩個螺旋壓縮彈簧實現。儲能電機給合閘彈簧儲能,合閘時合閘彈簧的能量一部分用來合閘,另一部分用來給分閘彈簧儲能。合閘彈簧一釋放,儲能電機立刻給其儲能,儲能時間不超過15s(儲能電機采用交直流兩用電機)。運行時分合閘彈簧均處于壓縮狀態,而分閘彈簧的釋放有一獨立的系統,與合閘彈簧沒有關系。這樣設計的彈簧操動機構具有高度的可靠性和穩定性,既可滿足O-0.3 sec -CO-180 sec -CO操作循環,又可滿足CO-15sec-CO操作循環,機械穩定性試驗達10000次。 1.1 CT20彈簧操動機構動作原理 CT20型彈簧操動機構(圖1、圖2、圖3)利用電動機給合閘彈簧儲能,斷路器在合閘彈簧的作用下合閘,同時使分閘彈簧儲能。儲存在分閘彈簧的能量使斷路器分閘。1.1.1 分閘動作過程圖1所示狀態為開關處于合閘位置,合閘彈簧已儲能(同時分閘彈簧也已儲能完畢)。此時儲能的分閘彈簧使主拐臂受到偏向分閘位置的力,但在分閘觸發器和分閘保持掣子的作用下將其鎖住,開關保持在合閘位置。分閘操作(圖1、2)分閘信號使分閘線圈帶電并使分閘撞桿撞擊分閘觸發器,分閘觸發器以順時針方向旋轉并釋放分閘保持掣子,分閘保持掣子也以順時針方向旋轉釋放主拐臂上的軸銷A,分閘彈簧力使主拐臂逆時針旋轉,斷路器分閘。1.1.2 合閘操作過程圖2所示狀態為開關處于分閘位置,此時合閘彈簧為儲能(分閘彈簧已釋放)狀態,凸輪通過凸輪軸與棘輪相連,棘輪受到已儲能的合閘彈簧力的作用存在順時針方向的力矩,但合閘觸發器和合閘彈簧儲能保持掣子的作用下使其鎖住,開關保持在分閘位置。合閘操作(圖2、3)合閘信號使合閘線圈帶電,并使合閘撞桿撞擊合閘觸發器。合閘觸發器以順時針方向旋轉,并釋放合閘彈簧儲能保持掣子,合閘彈簧儲能保持掣子逆時針方向旋轉,釋放棘輪上的軸銷B。合閘彈簧力使棘輪帶動凸輪軸以逆時針方向旋轉,使主拐臂以順時針旋轉,斷路器完成合閘。并同時壓縮分閘彈簧,使分閘彈簧儲能。當主拐臂轉到行程末端時,分閘觸發器和合閘保持掣子將軸銷A鎖住,開關保持在合閘位置。1.1.3 合閘彈簧儲能過程圖3所示狀態為開關處于合閘位置,合閘彈簧釋放(分閘彈簧已儲能)。斷路器合閘操作后,與棘輪相連的凸輪板使限位開關33HB閉合,磁力開關88M帶電,接通電動機回路,使儲能電機啟動,通過一對錐齒輪傳動至與一對棘爪相連的偏心輪上,偏心輪的轉動使這一對棘爪交替蹬踏棘輪,使棘輪逆時針轉動,帶動合閘彈簧儲能,合閘彈簧儲能到位后由合閘彈簧儲能保持掣子將其鎖定。同時凸輪板使限位開關33HB切斷電動機回路。合閘彈簧儲能過程結束。1.2 機械防跳原理圖4 機械防跳原理斷路器防跳性能可以通過兩個方面實現的:第一是操動機構本身實現機械防跳,第二是在操動機構的合閘回路中設置的“防跳”線路來實現。圖4介紹了機械防跳裝置的原理,其動作過程如下:1). 圖a所示狀態為開關處于分閘位置,此時合閘彈簧為儲能(分閘彈簧已釋放)狀態,凸輪通過凸輪軸與棘輪相連,棘輪受到已儲能的合閘彈簧力的作用存在順時針方向的力矩,但合閘觸發器和合閘彈簧儲能保持掣子的作用下使其鎖住,開關保持在分閘位置。 2). 當合閘電磁鐵被合閘信號勵磁時,鐵心桿帶動合閘撞桿先壓下防跳銷釘后撞擊合閘觸發器。.合閘觸發器以順時針方向旋轉,并釋放合閘彈簧儲能保持掣子,合閘彈簧儲能保持掣子逆時針方向旋轉,釋放棘輪上的軸銷B。合閘彈簧力使棘輪帶動凸輪軸以逆時針方向旋轉,使主拐臂以順時針旋轉,斷路器完成合閘。 3).滾輪推動脫扣器的回轉面,使其進一步逆時針轉動。從而,脫扣器使脫扣桿順時針轉動(見圖4b),從防跳銷釘上滑脫,而防跳銷釘使脫扣桿保持傾斜狀態(見圖4c). 4).斷路器合閘結束,合閘信號消失電磁鐵復位(見圖4d).5) .如果斷路器此時得到了意外的分閘信號開始分閘, 在分閘 在這一過程中,只要合閘信號一直保持,脫扣桿由于防跳銷釘的作用始終是傾斜的,從而鐵心桿便不能撞擊脫扣器,因此,斷路器不能重復合閘操作(見圖4e)實現防跳功能。 當合閘信號解除時,合閘電磁鐵失磁,鐵心桿通過電磁鐵內彈簧返回,則鐵心桿和脫扣桿均處于圖4a狀態,為下次合閘操作作好了準備。1.3彈簧操作機構的組成 彈簧操作機構主要由箱體、二次控制部分、機構芯架組成。 圖 61.4)彈簧機構的技術參數1.4.1機構的參數見表2表21彈簧機構活塞桿行程 mm2拐臂滾子和機構凸輪之間間隙1.4±0.3斷路器處于分閘狀態合閘彈簧已儲能。見圖83合閘彈簧定位螺母與定位桿距離12.0~47.04合閘電磁鐵行程C5.0~5.5斷路器處于分閘狀態。見圖9觸發器與脫扣器間隙D2.0~2.5C-D3.0~3.5觸發器與防跳桿間隙E1.0~2.55分閘電磁鐵行程F2.8~3.2斷路器處于合閘狀態 。見圖10觸發器與脫扣器間隙G0.8~1.2F-G1.6~2.4 控制回路與輔助回路參數 表 3序號項目單位數據備注1分、合閘線圈控制電壓VDC220DC 1102分閘線圈電流A25.83合閘線圈電流A23.34電機電源電壓VDC110/220AC220按訂貨合同5電機功率W3006電機轉速r.p.m7507電機電流A5.52.78加熱器電壓V220功率W1001.4.3 SF6氣體壓力參數SF6氣體壓力參數隨所配的產品,表4以LW25-126為例表 4 (20℃)序號項目單位數據1額定充氣壓力MPa0.500.40*2補氣報警壓力MPa0.45±0.030.35±0.033斷路器閉鎖壓力MPa0.40±0.030.30±0.03 注:帶*0.40為低溫使用開斷電流31.5kA1.5 配彈簧機構的斷路器在運行中的故障處理見表5 表5分類不正?,F象估計主要原因調查事項及對策關合動作的異常1..不能電氣合閘1.1 電源不良檢查控制電壓U>80%Ue1.2 電氣控制系統不良控制線斷線,端子松,合閘線圈故障,輔助開關接點故障1.3 SF6氣體壓力不足,壓力開關動作閉鎖補氣到額定壓力1.4彈簧未儲能故障電機回路電源故障,檢查回路電壓U>85%Ue電機過流或儲能過時報警電機或機械系統故障1.5 其它手動關合合閘電磁鐵,合閘,檢查電磁鐵間隙2. 不能電氣分閘2.1電源不良檢查控制電壓U>60%Ue2.2電氣控制系統不良控制線斷線,端子松,分閘線圈故障,輔助開關接點故障2.3 SF6氣體壓力不足,壓力開關動作閉鎖補氣到額定壓力2.4其它手動關合分閘電磁鐵,分閘,檢查電磁鐵間隙氣壓控制系統異常3.SF6氣體壓力下降,63GA發出補氣報警 漏氣補氣至額定壓力,參考充氣作業要領,查找漏氣點,消除漏點1.6)現場使用中幾個問題1.6.1)彈簧操作機構潤滑脂的使用 彈簧操作機構的傳動零件較多,而其本身又對傳動摩擦等反力特別敏感,所以出廠時對諸如軸銷,軸承,齒輪,彈簧筒等轉動和直動產生相互摩擦的地方涂敷低溫2#潤滑脂。在運行了六年后,一些潤滑脂需重新涂敷。注意棘輪齒面部和大小棘爪與棘輪接觸處一定不要涂抹低溫2#潤滑脂,以防影響機構動作的準確性。具體涂敷見圖7。圖71.6.2)機構行程的檢查和凸輪間隙的確認 手動慢分,慢合機構可以測量機構行程和本體行程見圖8,測量值應符合表2的技術要求。行程不夠時,首先測量凸輪間隙,凸輪間隙越大,行程越小。1.6.5 合閘彈簧手動儲能的方法當電機回路失去電源時,合閘彈簧可手動儲能其方法見圖12將套桿12-1和套板手12-3插入棘爪軸的六角頭內,順時針方向旋轉套筒板手12-3就可將合閘彈簧儲能圖12 手動操作裝置安裝12-1套桿; 12-2棘爪軸; 12-3套板手; 12-4套筒板手; 12-5套管;12-6蓋板; 12-7機構箱; 12-8起重桿; 12-9螺母; 12-10軸承;12-11拐臂; 12-12合閘彈簧儲能示意
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