随着新型触头结构和新材料的研制,真空断路器的开断能力不断提升,真空断路器作为控制和分配电能用的开关越来越广泛地应用于电力系统,并在中压领域保持着主导地位。
真空断路器由于其真空电弧无与伦比的特性,使其电寿命大大增加。其机械寿命从传统的两千次跃增为几万次,因此与其配合的操动机构的机械性能及可靠性就成为了较为突出的问题。
而作为真空断路器的主要元件——操动机构,也历经了几代的发展。从重锤操动机构/手力操动机构、气动操动机构、电磁操动机构、发展到现在广泛应用的弹簧操动机构。近年来出现了永磁操动机构。
国际上,真空断路器的设计、制造领域里,操动机构逐步形成了弹簧操动机构的绝对潮流。弹簧操动机构在设计上日趋合理,调整环节减少,更有利于提高合分速度,机构也更加省力。同时零部件数量大大减少,结构简单化,从而弹簧操动机构的可靠性与寿命增加。
其利用交直流两用电动机对弹簧进行预储能,利用弹簧能进行分合闸操作,从而对电源要求低,交直流可操作,对电源无冲击,因此近些年得到广泛应用。
(一) 弹簧操动机构
1、 定义:
利用弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行合、分闸控制的操动机构。其弹簧势能的储存是靠储能电机(或人力)传送的,而其合、分闸操作是靠合、分闸线圈控制的。合、分闸线圈电流一般在1A——2A。
2、 优点:
1)、合、分闸电流都不大,要求电源的容量也不大
2)、既可远方电动储能,电动合、分闸;也可就地手动储能,手动合、分闸。
3)、当操作电源消失的情况下,仍能进行合、分闸操作
4)、动作快,且能快速自动重合闸
(二)、永磁操动机构
1. 定义:
利用永久磁铁将真空灭弧室的动、静触头保持在断开或关合两个极限位置。合、分闸控制的操动机构。它通过激励合、分闸线圈推动衔铁进行相应位置的运动。
2. 分类:
1) 按线圈数量分类:单线圈、双线圈
2) 按有无复位弹簧分类:对称型、非对称型
3) 按保持型式分类:单稳态、双稳态