断路器操作机构的发展与应用（1）

摘要：本文概述了断路器操作机构的分类，介绍了CT17—35操作机构的技术特性，阐述了其在应用中的调试方法，展望了永磁操作机构的发展动态。

关键词：操作机构　调试  发展动态

1.断路器操作机构

断路器由三部分组成：断路器本体、操作机构、电源。作为断路器主要部件的断路器本体，它的功能是切断负载或短路电流。按其灭弧所采用的介质来分，可分为油断路器，真空断路器和六氟化硫（SF6）断路器。操作机构的功能是通过电动方式或手动方式实现断路器触头的开合及满足触头开合特性的各种要求。因此，虽然操作机构在断路器总造价中占较低的比率，但其在断路器的开合特性起着至关重要的位置。电源部件的功能是为断路器以电动方式开合提供足够的能源。

　　就真空断路器而言，目前真空技术已很“成熟”，世界上已经有了可断开100KA短路电流的真空断路器。因此，对配电网开关设备而言，人们关心的技术参数，已不是它的开断容量，而更主要的是关注高可靠性和免维护设计。而对于真空断路器而言，就目前的制造水平，包括我国自行设计和生产的产品，真空灭弧室的可靠性已经达到相当高的水平，它的平均无故障时间已可达到25年，然而在实际运行中，配电网开关设备的可靠性却并不乐观，远远低于真空无弧室已达到的可靠性水平。统计资料表明：设备故障中有70％～90％以上为操作机构的机械故障。传统的真空断路器，其操作机构主要是电动弹簧机构和电磁操作机构。对于机械电动弹簧机构，它所暴露出来的缺点是机械结构十分复杂，零件数量多，且要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品的可靠性不易保证。对于电磁操作机构，其结构复杂程度和工作可靠性比电动—弹簧储能机构要有所改善，但其致命的问题是合闸线圈消耗功率太大，要求配置价格昂贵的蓄电池组，以及电磁机构结构笨重，动作时间较长。因此想依靠这两种操作机构的改进，来提高断路器的可靠性和免维护水平，以及实现开关设备的自动化、运动化和智能化。这种设想是难以实现的。

从国外的产品发展趋势看，10KV以下的真空断路器还是以采用电磁机构为主，而10KV以上的真空断路器以采用电动弹簧机构为主。随着真空断路器的迅速发展，对配套使用的弹簧操动机构有了更高的要求。早先的电磁操动机构，因合闸功率大、合闸速度低等逐渐被弹簧操动机构取代。CT8是我国开发研制的第一代弹簧操动机构产品，在此基础上，衍生出CT10、CT12等弹簧操动机构，得到了广泛的推广使用。70～80年代，我国还没有适合于真空断路器使用的长寿命弹簧操动机构。1992年以后发展了几种长寿命弹簧操动机构，我国开发第二代CT17、CT19等新一代弹簧操动机构。它们的输出特性与真空断路器的反力特性有较好的匹配，输出功能满足大容量真空断路器的要求，机械寿命已达到30000次。多数真空断路器用的操动机构(包括电磁机构和弹簧机构)是集中布置的，即机构被设计成独立的元件，自成一体，这样做便于操动机构的集中生产，有利于保证产品质量。

2. CT17—35的结构与性能

CT17—35是新一代弹簧操动机构，专门用于35kV真空断路器。它的设计思想与10kV真空断路器配用的弹簧操动机构CT17结构基本相同。

2.1技术特性
　　2.1.1合闸功率；350～500J，连续可调，能满足不同断路器对输出功的要求。
　　2.1.2机构寿命；10000次。
　　2.1.3安装方式；可正装、倒装或任意方向安装。
　　2.1.4储能系统；齿轮传动，承受冲击负荷能力强，运行平稳，噪声小，寿命长。所需电机功率仅200W，可靠性高。
　　2.1.5驱动系统；对称铰链，受力均匀，磨损小。
　　2.1.6合分脱扣系统；采用半轴搭扣和解锁形式。扣接牢靠，解锁方便。合分所需功率小，合分电流小。
　　2.1.7辅助开关；辅助开关传动系统运行角度小，远离死区，转角连续可调，容易调至最佳状态。
　　2.1.8行程开关；采用LXW型，接点容量大，可用其直接切换储能电机。有直流灭弧装置。
　　2.1.9负载特性；因其专为35kV真空断路器设计，与负载匹配良好，合分省力，速度可调范围大。
　　2.1.10欠压脱扣方式；抛弃繁琐的机械系统，采用电气方式，结构简单，运行可靠，有新意。