CT14型弹簧机构原理及调试方法.docx

1、CT14型弹簧机构原理及调试方法CT14型弹簧机构原理及调试方法 主讲人：余明春操动机构是高压断路器的重要组成部分，它由储能单元，控制单元和力传动单元组成，高压SF6断路器的操动机构有多种型式。如弹簧操动机构、气动操动弹簧操动机构、液压操动机构，液压弹簧操动机构等。CT14型弹簧操动机构在我局各变电站运用较多，且故障率较高，在弹操机构中具有一定的典型性。 弹簧操动机构是一种以弹簧作为储能元件的机械式操动机构，细分由拉伸弹簧、压缩弹簧、扭簧、碟簧及盘簧。合闸弹簧的储能方式有电动机和手动储能，通过减速装置来完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。开断时，锁扣借助磁力或手动脱扣，弹簧释放能量，经过机械传

2、递单元使触头运动。合闸弹簧的能量一部分用来合闸，另一部分用来给分闸弹簧储能，合闸弹簧一释放，行程开关动作，储能电机立刻给其储能。运行时分合闸弹簧同处于储能状态，分闸弹簧的释放有一独立系统，与合闸弹簧没有关系。 操动机构主体部分见图1，CTl4型弹簧机构采用夹板式结构,机构的储能驱动部分和合闸驱动部分为凸轮一四连杆机构，在机构的右、中侧板之间布置着凸轮、半轴、扇形板、输出轴、缓冲器，“分”、“合”指示牌，合闸电磁铁等零部件；在机构的左中侧板之间布置着棘轮、驱动块等零部件；转换开关、计数器、手动“分”、“合”按钮等分别布置在机构的上部，储能电机、加热器等布置在机构的下方；在左侧板的外面装有接线端子

3、、辅助开关等；储能弹簧和切换电机回路的行程开关布置在右侧板上边，机构通过固定在机构下部的两个角钢和后面的两个角钢上的安装孔，用M16的螺钉安装在机构箱内，再通过机构箱后面的安装孔用4个M20的螺钉与断路器相连。 CTl4型弹簧操动机构的合闸弹簧的储能方式有电动机储能和手力储能；合闸操作有合闸电磁铁操作和手动合闸按钮操作；分闸操作有分闸电磁铁操作和手动分闸按钮操作。储能电机，采用HDZ型交直流两用单相串激电动机，其主要技术参数见下表。 额定工作电压(v)直流：220交流：220额定电动机电流(A)5正常工作电压范围85一110额定工作电压额定工作电压下储能时间(s)小于15 合闸电磁铁：采用螺管

4、式电磁铁，其技术参数如下表所示。额定工作电压(V)220380110220额定工作电流(A)3.524.62.320时线圈电阻()3.910.22495正常工作电压范围85110额定工作电压分闸电磁铁：采用螺管式电磁铁，由独立电源供电，其技术参数如下表所示。额定工作电压(V)2203801102211额定工作电流(A)3.526320时线圈电阻()723.518.374.3正常工作电压范围65一120额定工作电压，小于30额定电压连续3次操作不得分闸。机构输出轴工作转角57-60度；重量约400kg。辅助开关，选用F412型，共有6对常开接点，6对常闭接点，允许长期通过电流不大于10A。行程开

5、关具有一对常开和一对常闭触头，触头能通过的持续电流不小于10A。 断路器的传动系统及动作原理 电动合闸：合闸弹簧储能见图2，由电动机带动偏心轮(1)按图示方向转动，通过紧靠在偏心轮表面的滚轮(2)推动驱动块(3)作上下摆动，从而带动驱动棘爪(5)上下摆动，推动棘轮(7)按图示方向转动，棘轮与储能轴(8)是空套的，在储能开始时电机只带动棘轮作空转，当转到固定在棘轮上销(14)固定在储能轴上的驱动板(11)顶住以后，棘轮就通过驱动板带动储能轴也按图示箭头方向转动。挂弹簧拐臂(13)与储能轴是键联接，储能轴的转动带动了挂弹簧拐臂也按图示箭头方向转动，将合闸弹簧(16)拉长。当储能轴转到将合闸弹簧拉到

6、最长位置后，再向前转一点(约4)储能轴就会被合闸弹簧带动自行过中，这时行程开关切断储能电机电源，驱动板将固定在驱动棘爪的靠板(6)推开，驱动棘爪抬起，保证驱动棘爪与棘轮可靠脱离。电动合闸见图3，图3(a)表示已储能时合闸操作系统的位置，实线图表示机构处于分闸并储能时该系统的位置，图3(b)表示机构处于合闸未储能时该系统的位置。双点划线，表示操作系统实行“合闸操作”的状态。 合闸过程如下：机构接受合闸信号以后，合闸磁铁(1)的铁芯被吸向下运动，拉动导板(2)也向下运动，使杠杆(3)顺时针方向转动，杠杆(3)的转动带动固定在定位件（9）上的滚子（6）运动，推动定位件(9)逆时针转动，解除储能维持合

7、闸弹簧释放其能量，通过连杆传递到断路器传动箱的外拐臂上，使内外拐臂转动，并由内拐臂经绝缘连杆推动动触头向上运动，使断路器合闸，与此同时，外拐臂的转动使分闸弹簧储能。手动合闸：按动合闸按钮(7)，通过调节螺杆推动定位件(9)作逆时针转动完成合闸操作(见图3)。 自由脱扣。见图4。当机构处于分闸并且合闸弹簧已储能的位置时，如图4(a)所示：凸轮连扳机构的扇形板(4)由复位弹簧(1)拉动复位到图示位置半轴（2）由本身复位到图示位置。这时凸轮连杆机构完成了合闸的全部准备动作：一旦接受了合闸信号，定位件(6)拾起，将储能轴(凸轮5)的储能维持解脱，凸轮连杆机构的主要驱动元件凸轮（5）在合闸弹簧的带动下，

8、按逆时针方向转动。在凸轮转动过程中，凸轮工作推动滚轮（7）向下方运动，带动连板(3)、扇形板(4)作逆时针转动，直到扇形板与半轴扣住为止。这时连板与扇形板(4)的公共转动轴成为凸轮连杆向合闸方向运动，当合闸弹簧拉到最短位置时，凸轮停止运动，如图4(b)所示，输出轴旋转一个合闸转角，上述四连杆完成了合闸动作。在凸轮连杆机构的整个合闸过程中，包括合闸开始和合闸终了，一旦凸轮连杆机构的半轴作顺时针转动，扇形板与半轴间的扣接就会被解除，连板(3)与扇形板（4）公共储能轴（10）的临时支点将发生位移，破坏了合闸四连杆的运动，输出轴的合闸动作也就立即结束，并在分闸弹簧的作用下实现分闸，也就是实现自由脱扣。

9、重合闸：图4(d)画出了凸轮连杆机构处于合闸并且合闸弹簧已储能的位置，这时一旦半轴作顺时针转动，合闸四连杆会象上面叙述的一样完成分闸动作，而合闸弹簧早已准备好了进行再次合闸动作，即实现一次自动重合闸。在使用中断路器可以完成“分0.3秒合”成功或“分0.3秒合分”不成功的自动重合闸操作，重合闸仍保证铭牌开断容量。分闸操作：分闸操作分为手动按钮操作和分闸电磁铁操作两种，如图5所示。电动分闸操作如图5所示，半轴（8）的位置为断路器处于合闸状态时的位置，当弯板（5）下方的分闸电磁铁(1)接到分闸信号，分闸电磁铁里的铁芯就被吸合向上运动：推动顶杆（6）向上运动，顶杆推动弯板(5)作图5(b)点划线所示方

10、向运动，从而带动半轴作同样方向的转动，当半轴转到一定位置时，扇形板与半轴的扣接解除，分闸弹簧释放能量，带动拐臂反向转动，使触头向下运动，断路器分闸。分合闸缓冲是为了吸收动触头在分、合闸动作完成后所剩余的动能，并限制动触头的终止位置。 手动分合闸操作：当用手按分闸按钮，固定在半轴上的弯板作顺时针方向运动，从而完成了断路器的分闸操作。进行下述操作试验应动作正常： a30额定分闸电压连续通电三次，不应分闸； b85和110的额定合闸电压及65和120的额定分闸电压“合”、“分”备二次，能可靠合、分闸；注：如安装地点操作电压达到规定上限值，允许用运行期间可能达到最高电压代替进行此项试验。c额定分、合闸

11、电压下进行“分-03秒-合”、“合分”、“分-03秒一合分”各二次，“合”“分”各三次，如断路器使用时不要求重合闸，可按“合分”四次及“合”、“分”各7次操作。测量与调整 动触头行程和触头开距的的调整通过调整分闸缓冲器来实现，并使拐臂上滚轮靠在分闸缓冲器上。水平连杆的调节可使断路器三相同步，行程的调整要通过调整机构与断路器连接的螺套来实现。 合闸缓冲的行程和定位间隙的的调整通过调整垫片达到行程100.51间隙，尺寸100.51保证开关行程和超程。 断路器分合闸速度的调整通过调整分合闸弹簧的预拉伸长度来实现，合闸弹簧的预拉伸范围为1530毫米，分闸弹簧的预拉伸范围为820毫米。凸轮连板机构的半轴

12、位置的调整如图5所示，半轴位置正确与否直接关系到机构可靠性和安全性。机构在合闸位置时，半轴(8)与扇形板(7)扣接量的调整是透过调整螺钉(2)来实现的，调整在24mm的范围内。半轴由于惯性将继续按顺时针方向转动，这个转动的极限位置是通过调整限位螺钉(9)来控制的，要求半轴转动到极限位置时，半轴的平面与地基平面平行。 分闸缓冲器器行程的调整；如图3所示，合闸联锁板位置的调整是通过调节杆（14）的长度来实现的，要求的机构输出处于分闸的极限位置时联锁板(11)还应能向下推动23mm。 储能维持定位件与滚轮之间扣接量的调整，如图3所示，这个扣接量通过定位件（9）与手动脱扣按钮(7)之间的拉杆长度来实现

13、。一般应使滚轮扣接在定位件园柱面的中部附件，当合闸电磁铁吸合到底时，应能可靠地将定位件与滚轮解扣。 转换开关的调整，转换开关与输出轴之间的动作关系由调节它们之间的拉杆长度来实现。 “分”、“合”指示牌的调整，“分”、“合”指示牌的位置调整通过调节连接它和输出轴之间的拉杆实现。 行程开关的调整，行程开关位置的调整通过行程开关本身及其安装板上的安装孔来实现，调整中应保证当挂弹簧拐臂到储能位置时使行程开关接点分断，同时还应保证行程开关的行程有一定的余度，以免顶坏行程开关。 合闸电磁铁拉杆螺钉的调整，如图3所示，连接合闸电磁铁铁芯的拉杆长度应是铁芯拉出合闸电磁铁约20mm。 断路器与机构间配合动作试验

14、 断路器与机构间的连接，应在断路器处于分闸位置，机构处于未储能状态时进行。连接以后，要求机构处于储能位置时，凸轮连杆机构的扇形板一定要复位到脱离半轴，以保证半轴自由复位。如果这时扇形不能复位到正常位置时，说明机构输出轴的分闸位置不正确，应通过调整机构与断路器之间拉杆长度来调整机构输出轴的分闸位置，同时也可调整扇形板与半轴之间的间隙来适当调整断路器的行程，此间隙约为14毫米。在机构与断路器连接之后，应进行慢合试操作，以排除整个系统的卡阻现象。慢合前先将机构的合闸弹簧松开、取下，并且将棘爪上的靠板卸掉，用手力储能的办法使储能轴转到储能位置后，用手合按钮将定位件抬起，然后继续用手力储能手柄渐渐驱动储

15、能轴自合闸方向转动，直到合闸完毕。在整个慢合过程中，扳手或手柄上无特大阻力或“跳跃性反力”(即机构的负载应均匀地增大或减小)。在慢合后应注意重新装上合闸弹簧。附：外出培训总结资料CT14型操动机构常见故障检修处理及维护方法 机构的解体，分两步：一、对机构的储能部分进行解体，二、对机构连杆部分进行解体。 机构解体后的组装步骤：右侧板转轴机构锁板连接轴（定位作用）定位键锁板凸轮轴支撑杆分合闸指示杆分闸缓冲器扇形板中侧板轴套轴销左右驱动板连臂棘轮轴套棘轮棘轮连臂棘爪驱动棘爪左侧板。 扇形板与半轴的空隙应保持在14mm，不能过长。当两块扇形板与半轴间隙不一致时，以间隙小的为基准。调节此间隙可通过调节开

16、关的水平连杆来调整。 扇形板与半轴的扣接量应在24mm的范围之内。当两块扇形板与半轴的扣接量不一致时，以扣接量小的为基准。此尺寸可通过分闸线圈上端与分闸连杆连接的螺钉来调整。 分闸时分闸电压的调整，需调节分闸线圈上端与分闸连杆连接的螺钉。 合闸时合闸电压的调整，要使合闸电压变大，可通过调节连杆变短或合闸线圈铁芯跳高，要使合闸电压变小，则反之。 合闸铁芯的拉杆长度应是铁芯拉出合闸电磁铁约20mm。 行程开关的调节分粗调（整体调节）和微调（触电调节）。 半轴的限位，通过调节分闸连杆尾部的螺钉。 额定电压储能电机正常储能时间不超过15S（正常是89S）。 合闸时滑机原因：1、扇形板与半轴扣接量太小。2、机构连杆打滑。 三相同期的调节：1、缓冲器间隙。2、水平连杆。 合闸缓冲器尾部螺钉与弹簧应有910.5mm的间隙，可通过水平连杆调节。合闸缓冲器尾部长度，合闸后40mm，分闸后为30mm。各种操动机构检修前必须释放能量，最好用手动分合闸2次。