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彈簧操作機(jī)構(gòu) 動(dòng)作原理 維護(hù) 故障分析 處理方法
　　斷路器由本體和操作機(jī)構(gòu)組成，操作機(jī)構(gòu)是用來(lái)使斷路器合閘、并使斷路器保持在合閘狀態(tài)且能迅速使斷路器分閘的裝置，它對(duì)斷路器的輸出特性有著至關(guān)重要的影響。它由儲(chǔ)能單元、合閘單元及分閘單元等構(gòu)成。
　　1 彈簧機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)
　　按合閘所用能源的不同，操作機(jī)構(gòu)可劃分為電磁機(jī)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)機(jī)構(gòu)。目前35kV及以下斷路器主要使用的是彈簧機(jī)構(gòu)。彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)是利用儲(chǔ)能的彈簧為動(dòng)力使開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)合閘動(dòng)作。它可采用人力或小功率交、直流電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，因而合閘功基本不受外界因素〔如電源電壓、氣源氣壓、液壓源液壓〕的影響，既能夠獲得較高的合閘速度，又能夠?qū)崿F(xiàn)快速自動(dòng)重復(fù)合閘操作；另外，與電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)成本低，價(jià)格便宜，是真空斷路器中最常用的一種操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其生產(chǎn)廠家也比較多[1]。
　　2 彈簧機(jī)構(gòu)的組成
　　彈簧機(jī)構(gòu)盡管種類(lèi)較多，但一般有由儲(chǔ)能單元，合閘單元，分閘單元，本體組成，下面以VBI彈簧機(jī)構(gòu)為例[2]，說(shuō)明如下，見(jiàn)圖1：
　　2.1 儲(chǔ)能單元
　　儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)單元位于左側(cè)板和中間隔板之間，為一級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)。儲(chǔ)能既可由儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)自動(dòng)進(jìn)行，也可用往復(fù)搖動(dòng)儲(chǔ)能的手柄進(jìn)行手動(dòng)儲(chǔ)能，儲(chǔ)能狀態(tài)指示器顯示當(dāng)前的儲(chǔ)能情況。作為自動(dòng)重合閘順序的先決條件，操作機(jī)構(gòu)在一次合閘操作后，由儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)進(jìn)行再儲(chǔ)能。
　　2.2 合閘單元
　　合閘單元也位于左側(cè)板和中間隔板之間，主要包括合閘電磁鐵、合閘半軸、合閘摯子軸、凸輪等，見(jiàn)圖3。合閘動(dòng)作原理：當(dāng)按下手動(dòng)合閘彎板8或起動(dòng)合閘電磁鐵9，合閘半軸1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，合閘摯子6解鎖，脫扣機(jī)構(gòu)釋放預(yù)先已儲(chǔ)能的彈簧能量，通過(guò)凸輪4撞擊主軸拐臂滾輪，直接驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)大連板帶動(dòng)絕緣拉桿，真空滅弧室內(nèi)的動(dòng)觸頭由絕緣拉桿帶動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)，直到觸頭接觸為止，同時(shí)觸頭彈簧被壓緊，以保證主觸頭有適當(dāng)?shù)慕佑|壓力，在合閘過(guò)程中分彈簧也同時(shí)被拉伸儲(chǔ)能[3]。
　　2.3 分閘單元
　　它是使斷路器能快速脫扣分閘的機(jī)構(gòu)。對(duì)于機(jī)械式操作機(jī)構(gòu)它是指分閘脫扣裝置及相應(yīng)的連桿系統(tǒng)，見(jiàn)圖4。當(dāng)按下手動(dòng)分閘彎板8或起動(dòng)分閘電磁鐵7時(shí)，分閘扣板4和分閘摯子9解鎖，分閘過(guò)程便開(kāi)始。脫扣機(jī)構(gòu)在觸頭壓力和分閘彈簧的作用下開(kāi)始動(dòng)作，真空滅弧室內(nèi)的動(dòng)觸頭在絕緣拉桿的帶動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)，主軸拐臂上的滾輪與油緩沖器1相接觸，最終到達(dá)分閘位置[4]。
　　2.4 本體
　　本體主要指機(jī)構(gòu)的支撐、傳動(dòng)系統(tǒng)。
　　2.5 彈簧機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　一般彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)有上百個(gè)零件，且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，故障率較高，運(yùn)動(dòng)部件多，制造工藝要求較高。另外，彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滑動(dòng)摩擦面多，而且多在關(guān)鍵部位，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，這些零件的磨損、銹蝕以及潤(rùn)滑劑的流失、固化等都會(huì)導(dǎo)致操作失誤。筆者通過(guò)大量工作實(shí)踐，現(xiàn)提出該類(lèi)機(jī)構(gòu)關(guān)鍵控制點(diǎn)如下[5]：
　　（1）合、分閘半軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活：機(jī)構(gòu)要使儲(chǔ)能保持和合閘鎖扣可靠，必須確保機(jī)構(gòu)合、分閘半軸長(zhǎng)期轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。由于合、分閘半軸的復(fù)位扭簧力值一般不是很大，而半軸加工光潔度問(wèn)題、潤(rùn)滑問(wèn)題對(duì)半軸靈活度影響較大。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮合、分閘半軸支撐增加滾針軸承，同時(shí)選擇耐低溫長(zhǎng)效潤(rùn)滑脂，確保長(zhǎng)期潤(rùn)滑有效。（2）合、分閘半軸扣進(jìn)量：儲(chǔ)能到位時(shí)合閘摯子壓在合閘半軸上，距離合閘半軸缺口2mm的鎖扣量稱(chēng)為合閘半軸扣進(jìn)量。同樣，合閘狀態(tài)分閘扣板壓在分閘半軸上，距離分閘半軸缺口2mm的鎖扣量稱(chēng)為分閘半軸扣進(jìn)量。兩種扣進(jìn)量主要與半軸缺口、通過(guò)彈性圓柱銷(xiāo)連接到半軸的手動(dòng)和電動(dòng)分、合閘推板周向角度有關(guān)。而該工藝不可避免存在一定誤差導(dǎo)致扣進(jìn)量不合適。半軸扣進(jìn)量太大不能合、分閘或低電壓合、分閘存在問(wèn)題，太小可能導(dǎo)致儲(chǔ)能保持不住或合閘保持不住。因此必須設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝，把合、分閘半軸缺口與推板周向角度偏差控制在合理范圍，且必須有專(zhuān)門(mén)檢具檢驗(yàn)。（3）合閘和分閘彈簧：合閘和分閘彈簧力值大或小將會(huì)對(duì)合閘可靠性、合閘速度、分閘速度產(chǎn)生重大影響，因此對(duì)每批次合閘和分閘彈簧均須嚴(yán)格按檢驗(yàn)規(guī)范檢驗(yàn)。同時(shí)合閘彈簧裝好兩頭彈簧掛板必須采用專(zhuān)用檢具檢查彈簧自由狀態(tài)兩掛板孔間距。
　　關(guān)鍵零件熱處理硬度：半軸、合閘摯子、分閘扣板、分閘摯子需局部高頻淬火，防止磨損致鎖扣保持不住，而受沖擊較大凸輪、凸輪撞擊的拐臂處滾輪、連接銷(xiāo)一般需考慮滲碳淬火，以增加零件耐磨性、抗疲勞能力。
　　3 彈簧機(jī)構(gòu)常見(jiàn)故障的分析處理[6][7]
　　盡管從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)檢驗(yàn)加強(qiáng)控制和檢查，但彈簧機(jī)構(gòu)零件眾多，實(shí)際生產(chǎn)由于零部件差異或人員大意等主觀因素，還是會(huì)出現(xiàn)一些故障，現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程經(jīng)常出現(xiàn)故障提出分析及解決措施見(jiàn)（表1）。
　　4 結(jié)語(yǔ)
　　彈簧操作機(jī)構(gòu)類(lèi)型多樣且更新?lián)Q代速度很快，但其基本組成單元、動(dòng)作原理大致相同，以上分析說(shuō)明可以提供一種解決問(wèn)題的參考思路。