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摘要：根据真空断路器合闸闭锁电磁铁线圈的烧毁现象，本文以VS1断路器为例，阐述合闸闭锁的机械原理，并设计了合闸闭锁电磁铁短时通电自保持结构，改变了一直以来合闸闭锁工作中电磁铁长期通电的现象，可以实现VS1断路器合闸闭锁的短时间通电的机械结构。
关键词：断路器；合闸闭锁电磁铁；短时通电自保持设计
1 引言
现阶段，断路器合闸闭锁电磁铁烧毁现象是常见的故障，并被用户认可为易损部件。本文按照合闸闭锁电磁铁短时通电的思路，在VS1断路器产品上设计F1闭锁电磁铁的机械止动结构，使这个设计思路在VS1断路器产品上得以实现，进而改变F1合闸闭锁电磁铁需要长期带电的属性，彻底杜绝该产品合闸闭锁电磁铁因长期通电烧毁导致的故障。
2 现阶段合闸闭锁电磁铁的工作原理
现阶段F1合闸闭锁电磁铁在VS1断路器产品上的二次工作原理图，如图1。当合闸闭锁电磁铁未带电时，由于动铁芯处于自由状态，如图2（1）。断路器机械合闸按钮被F1动铁芯阻挡而不能实现手动合闸操作；同时，由于S5也处于常开状态，如图1所示，电气合闸回路断开，所以当合闸闭锁电磁铁未带电时，在手动和电动上都将闭锁合闸，达到防止误合断路器的防护作用。
当闭锁电磁铁F1带电吸合，动铁芯顶出，微动开关S5动作，合闸回路接通，如图 2（2）。此时可以随时进行断路器合闸操作。
当合闸操作时，合闸按钮绕A点逆时针方向转动，如图2（3），断路器合闸完成，S1辅助开关动作此时F1电磁铁断电，动铁芯复位，合闸按钮绕A点顺时针方向复位，如图2（1）。
1：S5位置开关 2：F1合闸闭锁电磁铁 3：合闸按钮板
图2 VS1断路器产品合闸闭锁外形图（原始结构）
3 合闸闭锁电磁铁短时通电自保持的工作原理
合闸闭锁电磁铁短时通电自保持结构的二次工作原理如图3所示。
当合闸闭锁电磁铁未带电时，由于动铁芯处于自由状态，如图4（1）。断路器合闸按钮被F1动铁芯阻挡而不能实现手动合闸操作；同时，由于S5位置开关也处于常开状态，电气合闸回路断开，所以当合闸闭锁电磁铁未带电时，在手动和电动上都将闭锁合闸，达到防止误合断路器的防护作用。
当合闸闭锁电磁铁回路接通，F1电磁铁动铁芯动作顶出，如图4（2），自锁板会在此时挡住动铁芯使其不能复位。（因自锁板在设计中不含复位弹簧，所以对电磁铁的动铁芯不会产生运动阻力，而自锁板依靠自重顺时针动作，实现阻止动铁芯复位效果。）此时S5位置开关动作，F1合闸闭锁回路断开（电磁铁不带电），断路器合闸回路接通，可以随时进行断路器合闸操作。
当合闸操作时，合闸按钮绕A点逆时针方向转动，如图4（3），断路器合闸完成，合闸按钮绕A点顺时针方向复位。因合闸操作后，S1辅助开关动作，F1闭锁回路形成一个断口，此时F1电磁铁的动铁芯复位，S5位置开关动作，合闸回路断开，动铁芯复位（电磁铁不带电），状态如图4（1）。再进行分闸操作后，S5辅助开关动作，闭锁回路接通，状态如图4（2），实现闭锁功能的工作循环。
1：S5位置开关 2：F1合闸闭锁电磁铁 3：合闸按钮板 4：自锁板 5：自锁板限位
图4 断路器产品合闸闭锁外形图（F1短时通电自保持结构）
5 结束语
在断路器产品上设计的F1合闸闭锁电磁铁短时通电自保持结构，能够实现F1闭锁电磁铁的短时通电和自保持的功能，对于提高F1电磁铁的使用寿命有很大的提高。
F1增加机械自锁后不如单独的电磁铁工作的灵活，为避免不足，最好在断开断路器的二次插件后增加一个手动合闸和分闸的强制操作要求，好处是即释放了合闸触能弹簧势能，又使F1闭锁动铁芯复位防止合闸操作。总体来看，本文设计的机械自锁结构是有可利用价值的，但还有进一步改进提高之处，仅以此文抛砖引玉，供有兴趣的人士参考。
论文作者:曾永东
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第7期
论文发表时间:2017/9/6
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