科技论坛
浅谈真空断路器弹簧操动机构与设计
刘乘杰齐辉孙立强史政凯
（天津平高智能电气有限公司，天津300300）
· 85 -
摘要：就真空断路器而言，弹黄操动机构可谓是其关键执行无件，占据着十分重要的应用地位，直接影响着真空断路器可靠性适行。基于此，应认真微好真空断露器弹簧草操动机构设计工作，意义深远。
关键词：真空断路器；弹黄；操动机构；设计
1概述
纵观可知，弹宽操动机构自身应用优势在于性能可靠且合闸速度快、机械寿命长且操作能源功率较小、能有效完成交直流操作且不会对环境造成污染、重量轻且体积小、可实现便捷操作等，为真空断路器操作机构主流发展趋势。在电网建设中，断路器为重要的电力设备.其针对操动机构提出严格使用要求，旨在基于该控制元件的优化设计切实增强真空断路器运行可靠性。
2真空断路器弹簧操动机构及其设计分析
21机构。在真空断路器中，对应使用的弹资操动机构是指让弹资能量储备至于作业位置之后，将弹资所释放出来的能量当做合闸动力的操动机构设施。其主要是由凸轮机构以及储能机构、合分闸保持机构、脱扣机构、输出机构等部分共同构成的。弹黄操动机构作用具体如下。第一，储能。基于电动机不断作用，储能机构可拉伸或者是压缩合闸
-状态得以保持，做出储
弹簧到工作位置后，通过储能保持机构使得这
能动作，基于机械联锁将储能电气回路切断，使得储能机械发生传动脱
离情况，合理规避元件损伤间题出现，旨在为实
有效动力准备。第二
断路器合闸操作做出
合闸。待合闸电磁铁完成合闸指令接收之后，基于
脱扣机构可将合闸弹宽储能保持状态及时解除，
通过合闻储能弹宽力
不断作用，在规定速度范围以内，经过断路器主轴，输出机构以及凸轮机构实现转动，控制合闸操作连杆，闭合断路器设施的动静触头，进而实现一系列合闸动作的完成。与此同时，合闸保持机构能够保持良好的合闸状态，使得触头弹贫与分闸弹贫可储能到工作位置，将储备能量尽可能提供给断路器分闸，断路器动静触头为实现可靠性接触，可让触头弹簧提供有力能量保证。若是储能控制回路实现运行，则操动机构得以实现再次储能，做好再次合闻准备。第三，分闻。将分闸指令发送给分闸电磁铁，其在接收之后，可运用脱扣机构把合闸保持状态有效解除，基于触头弹簧与分闸弹贫的不断作用，在规定速度范围之内，加之断路器主轴转动，使得分闸操作连杆被有效驱动，打开断路器设施动静触头到指定位置，实现分闸行为，使得操动机构向分闸状态恢复，完成再次合闸准备
22设计。结合真空断路器针对操动机构所提出相关要求，可实现整机动作原理运动设计，旨在实现对操动机构合闸储能以及合分闸操作等各类运动关系进行优化确定，完成操作机构输出角度正确计算。在此应注意确保弹簧操动机构工作行程能够积极配合真空断路器工作行程，基于对操作机构输出轴跟断路器主轴相互间连接拐臂角度及长度的合理调节操作实现二者配合。其设计环节目的为模拟真空短裤器运动关系。做好真空断路器运动设计工作之后，应合理布局设计操动机构功能单元，旨在充分实现相应功能，尽可能完善操作机构合闸储能、合分闸操作的全面实现，合理布局功能单元，使之美观整清，可实现使捷维护。真空断路器弹簧操动机构主要环节内容包括合闸功设计、凸轮机构设计、合/分闸脱扣力设计、合闸弹簧设计、元件结构设计与强度校核。
23要点。第一，合闸功设计。一般来说，实现断路器合闸行为需消耗能量可调称作是合闸功，在进行合闸的时候，真空断路器应针对分闸弹簧以及触头弹资、电动力所存在的能量消耗进行有效克服，设计中应密切关注，弹簧操动结构需于最后位置实现力矩输出，确保真空断路器能够充分闭合，使得断路器最后合闸位置得以保证；弹策操动结构对应团合功率需确保断路器最低触头刚合速度；便得弹實操动机构最初出力尽量保持在较低范围内，同时确保其能够基于储能位置发生起动。第二，凸轮设计。实践证明，凸轮连杆机构为弹费操动结构运行行为实施的核心内容，其设计要点为结合输出力特性优化确定构件运动规律，使得凸轮轮席曲线得以的确定。真空断路器触头接触应具足够触头压力且其触头行程相对较小，加之真空断路器负载特性跟弹簧操动机构存
表1某设备开断10时各处弹簧可靠度
弹簧名称分闸外簧分闸内案合闸弹簧触头弹簧
可靠度R() 0.9353 0.9274 0.9343 0.9539
在很大初始出力，在实际发展进程当中趋于变小。真空断路器触头合闸弹跳时间与刚合速度、设备寿命性能会受到弹贫操动结构凸轮轮哪曲线的直接影响：为合理有效地匹配弹资操动结构输出特性与真空断路器负载特性，建议选用弹簧操动机构凸轮轮席曲线及其动件满足优化设计要求。第三，合/分闸脱扣力设计。合闸脱扣力大小跟操动机构合闸储能弹簧存在直接必然联系，其主要指的是可正常解锁弹策操动机构合闸储能弹簧储能保持临时支点的力，设计中应注意合理完成传动设计，正确确定脱扣力大小。分闸脱扣力主要指的是可以正常解锁操动机构合闻状态临时支点的力，其大小断路器分闸弹资以及触头压力弹簧是息息相关的，机构设计原则应遵循省力、可靠、合理、便捷。第四，合用弹簧设计。实现合闸弹贫结构形式的优化确定，一般使用圆柱形状的螺旋弹簧，综合考虑弹簧操动机构结构及合闸功实际大小，可运用组合弹簧。根据设备运行实情，结合我国相关标准规定，基于计算公式应用，合理得出合闸弹簧相关参数。第五，元件结构设计与强度校核。弹簧操动机构寿命相对较长且会发生颠繁作业，相关元件会遭受巨大冲击力.根据该机构具体结构特征，应认真细化校核输出轴连接轴销以及操动机构挂簧轴剪切应力与许用应力等力的情况
2.4可靠性分析。研表明，弹资性能会对等效阻力及等效驱动力趋势发展造成直接影响，起到决定性作用，使得真空断路器寿命长短及开断特性同样受到影响。因此应针对弹宽性能实施有效的可靠性分析，进而粗略预知真空断路器实际可使用时间长短
由表1可知，某真空断路器在开启闭合10*次数之后，对应的分闸速度是每秒0.96米，对应的合闸速度是每秒0.72米，符合具体的操动机构及真空灭弧室技术需求。此设备涉及使用的各零部件间配合关系良好且传动性能优良，弹贫可靠程度高，进而保障在设备实际运行过程中，能够实现有效开断，满足预计涉及要求。在此应注意，此设备各个弹簧均有较强可靠性，在开断10*以后，其速度曲线出现大幅下降情况，原因在于凸轮及连杆等重筒载零部件传动性能降低，导致其可靠性弱化研究设计的最终目的实现对整机可靠程度的优化确定，基于对各零部件可靠度进行计算后，根据串并连关系可完成相应可靠度获取。
结束语
综上可知，弹贫操动机构为真空断路器的重要组成部分，必须认真做好相应的设计工作，基于可靠性分析，粗略预知真空断路器设施寿命长短，使之可实现可靠稳定运行。
参考文献
[陈剧,孙波,刘晓明,王尔智真空断路器弹策操动机构的稳健优化设计[中国机械工程,2013(08)
[2]王金龙,姚进真空断路器弹黄操动机构的动力学仿真分新低压电%,2014(01)
[3]张永勤.基于真空断路器操动机构弹簧失效原固分新科技视界 2012(16)
[4]孙波,陈剧,刘晓明,王尔智基于稳建优化的真空断路器弹簧操动机构分阅弹策设计[)中国机械工程,2011(18)