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ZW32户外高压真空断路器的分合闸的动作原理
作者： admin 来源： 未知
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& &&ZW32户外高压真空断路器辣磨高端，那么有多少人知道，这种型号的断路器操作的时候采用了什么动作原理呢，分合闸是怎么做到的呢？
& & 首先我们来解释一下手动操作结构的动作原理吧，合闸操作的原理是，拉动蓄能手柄进行储能，所施加的作用矩由小变大，当合闸弹簧过中瞬间的时候，合闸弹簧放开能量可以使得蓄能系统逆时针转动并且带动拐臂转动，带动转动轴使得断路器合闸，在同一个时间分闸并且扣住分闸半轴，让断路器除以一个合闸的情况，然后断路器在合闸的情况下，凸轮跟转动的轴套脱开，机构不能够再次重合。
& & &&手动
& & 分闸朝左，断路器合闸以后，拉开分闸手柄或者当前的线路超过防涌装置的设定最大上限值的时候，经过流线圈被驱动，会使的分闸半轴转动，分闸拐解扣，传动杆在分闸弹簧的带动下会使得断路器分闸。
& & 蓄能朝左：拉动蓄能手柄，或者蓄能电动机转动，在传动的齿轮带动下凸轮黑转动，合闸的弹簧会被腊肠，在这个过程中，凸轮不再转动，断路器在一种准备合闸的状态，凸轮会脱离，使得机构不能够再次蓄能。&
& & 合闸操作，蓄能完成之后，拉动手动合闸手柄或者给手动合闸的电圈施加压力，使的线圈半轴转动，合闸拐臂跟合闸半轴解扣，合闸弹簧释放电能，带动传动轴让断路器合闸，在同一时间分闸的能源被储存，机构在合闸的情况下再次进行储能操作，合闸弹簧再次被拉长，在这个过程中合闸被联锁装置扣住，避免了机构误合闸的情况发生。
& & &上图为分合闸的电流示意图
& & &分闸操作，断路器合闸之后，拉动分闸手柄，或者给分闸线圈施加电压当其超过设定的上线值的时候分闸臂解扣，传动杆在分闸弹簧的带动下分闸。
& & &操作机构通过的电量为短时工作制，不能够长时间流通电流。
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几种常见断路器的防跳回路的对比
林矗摘要：本文讨论了三种不同类型的防跳回路，根据其接线方式的不同，其动作原理也不同。经过对比讨论，笔者认为，VD4真空短路性新型机械防跳回路，具有结构简单，安全性高等优点。关键词：高压断路器；防跳回路；VD4型真空断路器；合分闸脱扣器中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：（1—02前言在供电系统中，凡是对一次设备进行操作、控制、保护、测量的设备，以及各种信号装置，统称为二次设备，二次设备及其有关的线路叫做二次回路。高压断路器合分闸回路是控制与保护回路设计的重要内容之一。合分闸回路出现故障会引起高压断路器误动或者拒动，会影响设备的正常运行，严重的情况，会造成故障扩大化，甚至导致整个配电系统崩溃。因此，合分闸回路的设计必须严谨可靠。在合分闸回路中，需设计有防跳回路，否则在合分闸回路同时接通时会导致高压断路器发生跳跃性合闸，造成严重后果。防跳回路是指防止跳跃的电气回路。开关装置配有电气的分闸和合闸按钮，当分闸按钮一直按下时，开关分闸，如果此时合闸按钮也一直按下，开关就会出现合闸后立即分闸，分闸后又合闸的跳跃动作。国内“防跳”回路最初是通过控制室二次操作回路的接线来实现的，国产断路器基本不具备电气“防跳”功能。后来随着进口断路器（如ABB公司VD4型真空断路器）的引进，断路器机构本身带了功能，这主要是为了防止没有外部防跳回路时，运行中或现场调试时出现多次“跳跃”，损坏机械设备。当时考虑到进口断路器操作机构回路修改手续比较繁琐，而且其防跳继电器质量不错，机构箱密封性能好，这就开始出现了采用断路器机构箱“防跳”，而停用操作箱“防跳”的情况。本文将对南京自来水公司城南水厂运用的几种防跳回路进行分析对比，并就应用中出现的问题进行探讨。1开关柜控制室内典型防跳回路接线早期的防跳回路是通过控制室内的二次操作回路接线来实现的（如笔者最早接触的上海华通产的JYN-12型落地手车式高压开关柜，即属于此类），即防跳继电器TBJ由电流启动，该线圈串联在断路器的跳闸回路中。电压保持线圈与断路器的合闸线圈并联。当合闸到故障线路或设备上，则继电保护动作，保护出口接点TJ闭合，此时防跳继电器TBJ的电流线圈启动，同时断路器跳闸，TBJ的常闭接点断开合闸回路，另一对常开接点接通电压线圈并保持。若此时SK（5—8）或HJ接点不能返回而继续发出合闸命令，由于合闸回路已被断开，断路器不能合闸，从而达到防跳目的。我们经常称之为“电流启动，电压保持”。另外，当TBJ启动后，其并联于保护出口的常开接点闭合并自保，直到断路器常开辅助触点变位为止。有效地防止了保护出口接点断弧。其原理图详见图1。2断路器内典型防跳回路接线目前在6～10kV中压系统中使用较多的为ABB公司生产的VD4型真空断路器，其生产的35kV等级的HD4型SF6断路器的防跳回路设计与VD4型真空断路器较为类似。在本章中，笔者将以VD4型真空断路器防跳回路设计为例，介绍两种不同的断路器内典型防跳回路接线。2.1采用有防跳继电器K0的防跳回路在早期的VD4型真空断路器内，安装有防跳继电器KO，并形成专门的防跳回路来实现防跳功能。即防跳继电器KO的电压线圈并联在断路器的合闸回路上（如图2所示）。例如一个持久的合闸命令存在时，合闸整流桥输出经Y3，S2，S3，S1，KO（2—1）接通。断路器合闸后，并联在合闸回路的辅助接点S3′闭合，启动防跳继电器KO，KO接点即由2—1位置切换到4—1位置，断开合闸回路并保持。若此时线路或设备故障，继电保护动作跳闸。但由于合闸回路已可靠断开，从而防止了开关跳跃。（目前我厂变电所和二泵房在用）2.2无防跳继电器的防跳回路约从2007年起，ABB公司更改了VD4真空断路器的合分闸回路设计，开始采用新型安全型双线圈设计脱扣器，分合闸脱扣器完全相同。分合闸脱扣器皆可承受被长期通电而不会烧毁。分合闸脱扣器安装在脱扣器功能模块中，整个模块可以进行简单快速的更换，并同时保持断路器参数的稳定性。以合闸线圈为例：每个脱扣器包含有一个动作线圈（5-3端子间）和一个保持线圈（3-4端子间），并集成了一整套控制保护电路。动作线圈的额定功率为200W，保持线圈的额定功率仅为5W。其动作步骤如下：（1）在无合闸命令状态下，受IC控制的电子开关M1和M2皆处于关断状态，动作线圈和保持线圈都不被导通。（2）如果脱扣器接受到的合闸命令小于设定的门槛电压，也就是低于60%的额定二次工作电压时，IC控制的电子开关M1和M2仍然不被导通，动作线圈和保持线圈中没有任何电流通过，脱扣器不动作。（3）如果脱扣器接受到的合闸命令高于设定的门槛电压，也就是60%的额定二次工作电压时：①在前0～100ms时间内，脱扣器控制模块IC的Out 4处于高电平状态，M1导通，动作线圈得电，脱扣器启动并推动断路器机构完成合/分闸动作。此时电流流经回路为：端子5—动作线圈一端子3—M1。动作线圈功率为200W，也就是说假设脱扣器额定电压为220V时，动作线圈的阻值约为200Q，动作电流约为1A。②经过100ms后，控制电路模块IC的Out4变成低电平状态，M1关断断开动作线圈。同时IC的Out2变成高电平状态，M2导通，保持线圈得电。此时电流被切换到新的回路：端子5一脱扣器的动作线圈一脱扣器的保持线圈一端子4—M2。保持线圈的功率仅为5W，保持电流仅为极低的数十毫安，线圈发热量极少。由于电磁铁的特性，此毫安级的电流足以使得铁心被可靠保持在吸合位置。由该脱扣器动作分析可知，在接受指令完成一次合闸动作后，该脱扣器保持线圈将得电，使脱扣器一直保持在吸合状态，此时如果断路器因故障跳闸，即使合闸命令仍然存在，但因为合闸脱扣器一直没有复位，而使得断路器无法再次完成合闸，从而达到防止跳跃性合闸的目的。（目前我厂一泵房在用）
3 VD4真空断路器两种防跳回路的比较采用了双线圈设计的新型脱扣器，大大简化了断路器内部合闸回路的设计，和ABB公司上代VD4型真空断路器相比具有以下优点：（1）更高的安全性，有效保护脱扣器线圈在各种极端工况下不被烧毁，同时保证断路器动作时间更加准确；（2）极大简化了合闸回路的设计，提高断路器整体可靠性；（3）与机构配合，实现可靠的机械防跳功能。4几种防跳回路的对比与讨论防跳功能是指一个合闸命令，无论保持的时间有多长，都只能使断路器合闸一次。第二次合闸必须在前一个合闸命令消失之后，由重新发出的第二个合闸命令触发。简单的说：（1）传统断路器的防跳功能是靠一个自保持的继电器回路实现的。在开关柜控制室内的防跳回路是通过电压保持线圈实现该项功能，在电流线圈启动后，电压线圈切断串联在合闸回路内的辅助触点，使得合闸线圈无法得电动作。（2）传统VD4上，这个继电器是合闸回路中的K0。一个长期存在的合闸命令将使K0继电器在断路器合闸到位后动作，切断合闸线圈回路，使得断路器避免跳跃合闸。这两种防跳回路的区别在于，前者必须有跳闸信号存在，启动电流线圈，才能实现防跳功能，而后者无论跳闸信号是否存在，一次合闸命令只能完成一次合闸动作。（3）新VD4上，没有电气防跳的K0回路，防跳功能完全由脱扣器本身和操动机构机械配合实现：当一个合闸命令持续存在时，在驱动断路器动作一次后脱扣器将被持续保持在吸合位置。在这种情况下，即便是断路器分闸并储满能量，保持在吸合位置的脱扣器也使操动机构无法复位到准备合闸的条件。只有当合闸命令消失，脱扣器铁心返回后操动机构才能复位，从而实现了防跳的功能。与电气防跳相比，机械防跳具有以下优点：（1）从原理可以看出，机械防跳与外界综保的电气回路永远不产生任何冲突。新VD4的实际运行经验也显示了这一点。（2）新VD4机械防跳的设计使得操动机构对手动合闸操作也具有防跳功能，也就是说，一个手动合闸操作也只能使得断路器合闸一次。新VD4更安全的保护了运行人员的安全。（3）机械防跳本身没有电气防跳继电器断线、接点接触不良等风险，更加安全可靠。
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高压断路器的控制回路
　　【摘 要】断路器是变电站最重要的开关电器，是一切继电保护及自动化装置二次回路逻辑的最终执行单元，断路器操作是通过电气控制回路实现。本文结合一种典型110kV断路器的控制回路，介绍了断路器控制回路的原理、使用该回路对断路器进行操作的方式以及回路中主要元件的作用。 中国论文网 /8/view-6143451.htm　　【关键词】断路器；合闸回路；分闸回路；防跳回路 　　1 断路器的典型控制回路控制原理 　　本文以南瑞公司RCS-941A的断路器控制回路为例，说明断路器控制回路的基本原理和使用该回路对断路器进行各种操作的方式，RCS-941A断路器的控制回路如图1。 　　图1 高压断路器控制回路展开图 　　TWJ1～TW3-跳闸位置继电器；HBJ-合闸保持继电器；TBJV-防跳闭锁继电器；S1～S3-短接端子；HJ-重合闸继电器；1LP2-重合闸出口压板；HYJ1、HYJ2-合闸压力继电器；KKJ-双位置继电器；TYJ1、TYJ2-跳闸压力继电器；TJ-保护跳闸继电器；1LP1-保护跳闸出口压板；TBJ-跳闸保持继电器；HC-合闸线圈；TQ-跳闸线圈；QF1、QF2-断路器的辅助接点 　　1.1 合闸操作 　　断路器的合闸操作分为手动合闸和自动合闸两种，以手动合闸为例，分析断路器的合闸操作过程。合闸操作前断路器处于分闸状态，此时断路器的辅助触点QF1在闭合状态。就地手动合闸操作时，按下断路器操作箱上的“合闸”按钮，这时端子“1D40”与正电源导通，电路（+）-1D40-D3-HYJ1-TBJV-HBJ-QF1-HC-（-）接通。此时HBJ线圈励磁，HBJ的接点接通，HBJ继电器自保持，回路（+）-HBJ接点-TBJV-HBJ线圈-QF1-HC-（-）接通，该回路在断路器完成合闸前自保持。断路器合闸后断路器的辅助触点QF1断开，QF2闭合。QF1断开切断了合闸回路的电源，避免合闸线圈HC长期通电和烧毁。QF2闭合，使电路（+）-HWJ1-HWJ2-R11、12-QF2-TQ-（-）接通，合位继电器HWJ1、HWJ2励磁，发合闸信号。 　　如果线路重合闸投入，线路发生故障断路器跳开后，保护装置控制重合闸动作，重合闸继电器HJ接点闭合，电路（+）-HJ接点-1LP2-TBJV-HBJ-QF1-HC-（-）接通，使合闸保持继电器线圈励磁，之后的动作跟手动合闸一样。 　　1.2 分闸操作 　　断路器的跳闸操作分为手动跳闸和自动跳闸两种，就地“手动分闸”操作，按下断路器操作箱上的“分闸”按钮，端子1D35与正电源导通，此时电路（+）-1D35-D1-TYJ1（TYJ2）-TBJ-QF2-TQ-（-）接通，跳闸保持继电器TBJ励磁，TBJ接点接通，电路（+）-TBJ接点-TBJ线圈-QF2-TQ-（-）接通。TBJ自保持，使断路器的跳闸线圈励磁，断路器跳闸后，TQ断开，切断跳闸回路，同时HC励磁，使电路（+）-TWJ1-TWJ2-TWJ3-R9，R10-QF1-HC-（-）接通，TWJ线圈励磁，发断路器分闸信号。若线路在运行时发生故障，保护装置使保护跳闸继电器的接点TJ闭合，电路（+）-TJ接点-1LP1-TYJ1（TYJ2）-TBJ-QF2-TQ-（-）接通，TBJ线圈自保持，之后的动作跟手动分闸一样，将断路器跳闸。 　　1.3 防跳闭锁功能的实现 　　当断路器在分闸位置需要合闸时，按下“合闸”按钮，此时断路器合闸，但由于线路有故障，继电保护使TJ接点闭合，跳闸回路接通，此时TBJ线圈励磁，TBJ与TBJV节点并联的接点闭合，由于合闸信号没有接触，回路（+）-1D40-TBJV-TBJ-R7，R8-（-）接通，TBJV线圈励磁，使TBJV常开触点闭合，TBJV常闭触点断开，常开触点闭合的作用是使线圈TBJV自保持，断路器跳开后，QF2断开，TBJ回路断开，TBJ触点断开，由于TBJV通过其常开触点闭合，断路器跳开后，若合闸信号任为解除，回路（+）-1D40-TBJV线圈-TBJV触点-R7，R8-（-）回路仍然保持接通。TBJV常闭触点断开断开了合闸回路，使断路器不能合闸，实现了防“跳跃”闭锁功能。 　　1.4 控制回路的监视 　　控制回路的监视是由跳闸位置继电器TWJ和合闸位置继电器HWJ实现的。HWJ接于跳闸回路，该回路在开关跳闸线圈之前串有断路器常开辅助触点。当开关在合位时，其常开辅助触点闭合，HWJ线圈带电，HWJ=1表明开关合位。TWJ在合闸回路中，该回路在开关合闸线圈之前串有断路器常闭辅助触点。当开关在分位时，其常闭辅助触点闭合，TWJ线圈带电，TWJ=1表明开关分位。合位继电器是用来监视跳闸回路完好性的，而跳位继电器是用来监视合闸回路完好性的。正常状态下，TWJ和HWJ中仅有一组励磁，若TWJ和HWJ都不励磁，则说明控制回路电源出现了故障。 　　2 断路器的典型控制回路中各主要元件的作用 　　2.1 TWJ/HWJ位置继电器 　　TWJ/HWJ位置继电器的不仅能用来提供开关位置指示，还可以用来监视控制回路是否断线和控制电源是否完好。 　　开关在分位时，电路（+）-TWJ1-TWJ2-TWJ3-R9，R10-QF1-HC-（-）接通，TWJ线圈励磁，发断路器分闸信号。此时虽然合闸线圈HC带电，但由于TWJ为电压线圈，线圈本身电阻大，再加上回路中串入的电阻，整体电阻为20～40kΩ，而合闸线圈为电流线圈，阻值很小，虽然整个合闸回路是导通的，但因为控制回路电压大部分加在TWJ上，TWJ部分电阻很大，电流很小，不足以使合闸线圈动作。TWJ线圈上串联的电阻，也是为了防止TWJ线圈击穿短路，导致合闸线圈误动。当手动或遥控合闸时，合闸回路接通相当于直接将TWJ短接，电压直接加在合闸线圈上，使线圈动作，HWJ回路同此基本一致。 　　2.2 KKJ双位置继电器
　　KKJ继电器是一个双圈保持的双位置继电器。该继电器有一个动作线圈和一个复归线圈。动作线圈励磁时，接点闭合，失电后接点也会维持在闭合状态，直至复归线圈上加上一个动作电压，接点才返回，返回后线圈失电，接点也会维持在打开状态。手动/遥控合闸的同时控制回路启动KKJ的动作线圈，手动/遥控分闸时启动KKJ的复归线圈，而保护跳闸时是不启动复归线圈的。将TWJ的常开接点与KKJ的常开接点串联，利用KKJ保护跳闸时不启动复归线圈，KKJ状态与断路器状态不对应来实现原合后位置接点的功能。 　　2.3 合闸保持继电器HBJ和跳闸保持继电器TBJ 　　要保证断路器合闸成功，必须保证使合闸回路中的电流持续一定的时间以启动合闸线圈。遥控合闸时，合闸脉冲持续时间比较短，若合闸脉冲在合闸线圈启动之前消失，则合闸操作就会失败，所以就在合闸回路中加入了合闸保持继电器HBJ，依靠HBJ的自保持回路，保证在断路器合闸操作完成之前，断路器的合闸回路一直保持导通状态，确保断路器能够完成合闸操作。跳闸保持继电器TBJ在跳闸时自保持作用与HBJ在合闸时所起的作用一样，同时TBJ在合闸于预伏性故障时还能启动TBJV线圈，从而启动防跳功能。 　　2.4 合闸压力锁继电器HYJ和跳闸压力继电器TYJ 　　当压力低时，断路器不能切断电弧，如果此时对断路器进行操作就会引起事故。压力继电器的作用是在压力低时，断开跳＼合闸回路，禁止对断路器的操作，防止事故的发生。 　　2.5 TJ保护跳闸接点和HJ重合闸接点 　　TJ是当线路出现故障时，由继电保护装置控制的保护跳闸接点，HJ是当线路跳闸后，若线路重合闸功能投入，进行重合闸的接点。当线路出现故障时，TJ接点导通，跳闸回路接通，重合闸时，HJ所在回路接通，断路器合闸。 　　3 总结 　　本文以RCS-941A操作回路为例介绍了断路器的合闸回路、跳闸回路、“防跳”回路以及断路器位置监视回路的实现原理以及回路中主要继电器的功能。该回路利用TWJ、HWJ指示断路器的跳合闸状态并能监视控制回路和跳合闸回路的完好性；TBJ和TBJV配合完成断路器的防跳功能，在合闸于预伏性故障的线路上时能自动断开合闸回路，防止断路器“跳跃”，同时该回路中的TYJ和HYJ在压力低时，对操作回路进行闭锁。 　　【参考文献】 　　[1]陈慈萱，向铁元，刘涤尘，等.电气工程基础（下册）[M].北京：中国电力出版社，2004，2. 　　[2]邹仉平.实用电器二次回路200例[M].北京：中国电力出版社，2008，2. 　　[责任编辑：汤静]
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