摘要：本文首先分析了XGN型开关柜电磁操作机构的设备现状，进而分析了XGN型开关柜电磁式操作机构在运行中存在的问题，根据电磁式操作机构与弹簧机构的优缺点，对XGN型开关柜电磁式操作机构提出了改造意见及建议。
关键词：电磁式操作机构；弹簧机构；合闸电流
一、设备现状
高压断路器担负着电网中负荷电流的关合，故障电流的开断，线路重合闸的工作，是电网重要的高压设备之一，它的性能优劣与否，直接关系到电网的安全运行。我公司现运行的3座35kV变电站10kVXGN型开关柜采用的ZN系列真空断路器，与其配合的操作机构是CD系列电磁机构。在近几年的运行过程中，CD系列的电磁操作机构出现的问题，越来越多，严重影响了供电可靠性。计划对该类型开关柜的CD型电磁式操作机构更换为CT型弹簧储能式操作机构，现就两种操作机构的优劣进行比较。
二、运行中存在的主要问题
在近几年的运行过程中，CD系列的电磁操作机构出现的问题，越来越多，严重影响了供电可靠性。
1、分、合闸线圈烧坏
引起合闸线圈烧坏的原因有多种，比如合闸操作后接触器衔铁由于各种原因不返回，其触点长时间闭合，使合闸线圈长时间带电而烧坏；断路器合闸后辅助开关的常闭触点未能断开，也会导致合闸线圈长期带电而烧坏。
分闸线圈烧坏常见原因大多是分闸铁心卡死不回原位，继电器触点动作后由于分闸回路辅助接点断不开，致使分闸线圈长期带电所致，分闸线圈内部匝间短路。
2、分、合闸铁芯卡涩
合闸铁心在合闸过程中上下不能自由串动或合闸后铁心落不下来。合闸线圈内套筒安装不当或变形，紧力不一致，造成铁心不垂直，磨擦阻力大，不能上下自由串动，特别是在合闸线圈烧坏后更换时，套筒内清理不干净或变形往往是造成合闸铁芯卡涩的主要因素。
分闸铁心不能上下自由串动，电动分闸时，分闸铁心由于磨擦阻力大而使电动力距减弱。分闸铁心由于氧化锈蚀，不能上下串动而卡死。分闸铁心不垂直导致铁心卡死。铁心周围有凸缘导致铁心卡死。分闸线圈内部铜套不圆，不光滑，铁心有毛刺而导致铁心卡死。
三、电磁式操作机构与弹簧机构的优缺点
电磁操作机构是利用合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸四连杆机构进行合闸的，因此这种操作机构要求的合闸电流一般都很大。CD系列电磁机构能够提供较大的关合功能，ZN系列真空断路器采用的是平板式对接触头，触头间距为10～12mm，且真空室采用铜焊锡工艺，高温下抽真空，它的机械强度较差，耐震动差，所以极易降低真空开关的使用寿命。该机构的主要特点就是：结构简单，零部件较少，加工容易；可遥控操作和自动重合闸。主要缺点是：合闸电流大；动作速度低；结构笨重，耗材较多。由于合闸电流大，一般的辅助开关、中间继电器触点等很难投切这么大的电流，从而控制合、分闸。另外需要变电站配置大功率的直流电源和线径较大的合闸电源电缆。
弹簧操作机构是利用弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行合、分闸控制的，其弹簧能量的储存是靠储能电机传送的，而其合、分闸操作是靠合、分闸线圈控制的。CT系列弹簧机构的合闸功是CD系列的1/5，所以用弹簧操作机构操作ZN系列真空开关，就能很好的降低合闸时机械强度、震动和弹跳，从而提高真空开关的使用寿命。其主要优点：合、分闸电流都不大，要求电源的容量也不大；既可远方电动合、分闸、电能储能，也可就地手动储能，手动合、分闸，因此，在直流电源消失的情况下也可手动合、分操作；动作快，且能快速自动重合闸。主要缺点：结构较复杂，对构件强度要求高；对零部件加工精度要求高。
通过上述的技术比较，加之CT操作机构具体的尺寸，选定CT19型操作机构作为本次开关柜改造的操作机构。
四、CT19型操作机构简介
CT19型操作机构可供操作各类固定式开关柜中ZN28型系列高压真空断路器，其性能符合GB1984《交流高压断路器》的要求，机械稳定性、可靠性都大大加强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机构合闸弹簧的储能方式有电动机储能和手动储能两种；合闸操作有合闸电磁铁及手动按钮操作两种；分闸操作有分闸电磁铁、过电流脱扣电磁铁及手动按钮操作三种。能够满足调度远方操作和继电保护操作的要求。过电流脱扣电磁铁由电流互感器供电，其电路依靠分装的过电流继电器触头动作关合，在实际应用中不采用此种分闸方式，因此在安装改造过程中拆除过电流脱口继电器。
1、使用条件
周围空气温度上限+40℃，下限为-25℃。
海拔2000m以下。
相对温度日平均值不大于95%，月平均值不大于90%。
无腐蚀性气体，无经常剧烈震动的场所。
2、技术参数
额定工作电压：DC220V
电动机额定输入功率：70W
正常工作电压范围：85%～110%额定电压
额定工作电压储能时间：≤12S
3、手动储能操作力，采用400mm长度储能操作手柄时，其操作力不大于150N。
4、合闸电磁铁采用螺管式电磁铁，其技术参数
额定工作电压：220V
额定工作电流：3.8A
额定电功率：<836W
20℃时线圈电阻值：19.2±3Ω
正常工作电压范围：85%～110%额定工作电压
5、由独立电源供电的分闸电磁铁采用螺管式电磁铁，其技术参数
额定工作电压：220V
额定工作电流：3.8A
额定电功率：<836W
20℃时线圈电阻值：19.2±3Ω
正常工作电压范围：65%～120%额定工作电压，小于30%额定工作电压时不得分闸
6、其他参数
机构输出工作转角50～55度。
机构净重38公斤。
机构配合ZN28-10型系列户内高压真空断路器的合闸时间不大于0.15S，固有分闸时间不大于0.06S，一次自动重合闸无电流间隙时间不大于0.3S。
辅助开关选用F10辅助开关，共有6对常开触点，6对常闭触点，触点能通过的持续电流AC220时为10A，DC220时为5A。
行程开关选用LX-12行程开关，共有2对常闭触点，2对常开触点触点能通过的持续电流AC220时为10A，DC220时为2A。
五、小结
XGN型开关柜采用弹簧储能式操作机构替代电磁式操作机构配合ZN28型真空断路器使用能够大大降低故障率，增强设备的运行稳定性，提高供电可靠率。对于更换的CT19型操作机构在平时的维护中应加强对设备的清扫，加润滑油等，及时维护，确保机构动作顺畅。
参考文献：
[1]王俊，张秀然.CD10型电磁式操动机构故障原因及处理[J].农村电气化.2005
[2]GB1984-2003，高压交流断路器[S].北京：中国标准出版社，2004
论文作者:李广晨,陈勇
论文发表刊物:《基层建设》2015年11期
论文发表时间:2016/11/7
标签：操作论文; 机构论文; 电流论文; 铁心论文; 线圈论文; 触点论文; 电磁铁论文; 《基层建设》2015年11期论文;