CT19型操作机构

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1、CT19型操作机构动作原理及常用故障解决杜乾刚 (广东电网公司东莞供电局，广东，东莞，523120)摘要：目前，大部分国产的真空断路器多选用CT19型弹簧操作机构作为牵引机构，其中以ZN28型系列高压真空断路器最为典型，该类型机构以其卓越的性能越来越受到各地供电局的爱慕，东莞从90年代初开始引进该类型机构，至今已拓展至上百台，产品覆盖了东莞的各个镇区，但近几年发现，其在东莞地区的故障率越来越高，其中危害最大的就是浮现“拒分”现象，容易引起电网事故越级跳闸，据调查显示，发生故障的重要因素一方面与产品的质量有关，另一方面与操作人员不熟悉操作有关，本文重点简介该类型操作机构的构造、动作原理及操作要领

2、，并通过常用故障阐明其解决措施，为广大的电力一线工作者提供珍贵的经验。核心词：弹簧机构 ; ZN28 ；工作原理 ；故障解决一、前言 CT19型弹簧操作机构由于其自身的优越性越来越多的应用于我局所管辖的各级别变电站中，生产的厂家也多有不同，其中应用最多的重要为余姚舜利开关厂、珠江开关厂及汕头正超厂等，下面就以余姚舜利开关厂生产的ZN28-10系列户内高压真空断路器及操作机构为例具体阐明一下断路器的构造及动作原理。二、提出问题该弹簧操作机构是采用事先储存在弹簧内的势能作为驱动断路器合闸的能量。其长处在于1、不需要大功率的储能源，紧急状况下也可手动储能，因此可在多种场合使用；2、根据需要可构成不同

3、合闸功能的操作机构，用于10220kV各电压级别的断路器中；3、动作时间比电磁机构的快，因此可以缩短断路器的合闸时间。但同步它也不可避免的具有自身的缺陷，构造比较复杂，机械加工工艺规定比较高，其合闸力输出特性为下降曲线，与断路器所需要的呈上升的合闸力特性不易配合好，合闸操作时冲击力较大，规定有较好的缓冲装置，具体而言，目前我们发现较常用的故障为“拒合”和“拒分”。而要解决这两个故障一方面就必须理解设备的构造及动作原理。CT19型弹簧操作机构构造及其动作原理该类型的机构合闸弹簧的储能方式有电动机储能和手动储能两种；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；合闸操作有合闸电磁铁及手

4、动按钮操作两种。机构重要由五个单元构成，它们分别是：驱动单元、储能单元、脱扣器单元（合闸单元和分闸单元）、电气控制单元（辅助接点和行程开关）和框架。其中，驱动单元位于右侧板和中间隔板之间，为一匹配真空断路器运动的负载特性的凸轮连杆式机构，它的输出轴位于机构的最上端。 储能机构位于左侧板和中间隔板之间，为一种两级齿轮减速机构，储能时可以电动或人力操动，具有防逆转和机械离合装置，两根合闸弹簧分别布置在机构两边外侧。脱扣器单元和电气控制单元在下面将进一步论述。分闸按钮、分闸电磁铁及分闸线圈行程开关人力储能摇臂合闸按钮、合闸电磁铁及合闸线圈齿轮电动机二次接线端子左侧储能弹簧左侧板框架中间板分闸限位拐臂

5、输出轴人力合闸接头分闸限位销轴连杆凸轮右侧板辅助开关连杆右侧储能弹簧辅助开关下图为CT19型弹操机构的构造简图图1 弹操机构的构造简图从图1中，我们可以看出，整个机构固定在框架上，该框架固定在XGNGGA开关柜本体内部，因此，在固定的过程中必须保证框架体在动作过程中不浮现明显晃动，否则将直接导致开关分、合过程中各项机械特性参数发生变化。为了可以更好地阐明电动储能及合分动作原理，我们特给出图2和图3以便进一步的阐明。齿轮D驱动爪棘轮驱动块摇臂储能轴止动棘爪离合推轮齿轮C齿轮B齿轮A微动开关图2 电动储能示意图1、电动储能原理：图2为电动储能机构示意图，它采用两级齿轮减速构造，电动机从齿轮轴的一端

6、输入功率，齿轮A和齿轮B构成第一级齿轮传动，齿轮C和齿轮D构成第二级齿轮传动，齿轮D传动的同步带动驱动爪，驱动爪在运动过程中与驱动块咬合后带动储能轴转动，于是实现给合闸弹簧储能，弹簧储能到位时，摇臂推动行程开关，切断电动机电源；与此同步，离合推轮将驱动爪抬起脱离驱动块，从而保证储能机械系统在惯性力作用下而不被破坏。2、合分动作原理机构的合分操作通过凸轮连杆机构来实现。如图3所示。A、合闸操作：当机构的合闸弹簧储能完毕后，凸轮连杆机构处在图3中所示状态，合闸弹簧因挚子的作用而保持在储能状态。储能保持挚子扣板在凸轮滚子力的作用下有向解扣方向（顺时针方向）运动的趋势，此时若将合闸脱扣轴按顺时针方向转

7、动至脱扣位置，储能保持挚子扣板将向顺时针方向转动，储能保持状态即被解除，合闸弹簧迅速释放能量，就带动凸轮沿顺时针方向转动，同步，连杆机构在凸轮的驱动下运动至合闸位置一（图3b）所示，从而完毕机构的合闸动作，此时若继续使合闸弹簧储能到位，凸轮连杆机构将达到（图3a）所示状态。输出拐臂输出轴分闸半轴扣板连扳滚子合闸半轴凸轮滚子储能保持挚子扣板储能轴凸轮图3 合分动作原理示意图B、分闸操作：机构的合闸状态是由连杆机构的扣板和半轴来保持的，扣板在断路器负载力的作用下有向解扣方向（逆时针方向）运动的趋势，此时若将分闸半轴沿逆时针方向转动至脱扣位置，扣板将迅速沿逆时针方向运动，连杆机构的平衡状态被解除，在

8、断路器负载力的作用下运动至分闸位置一（图3c）或（图3d）所示位置，从而完毕机构的分闸动作。（图3d）所示状态也是机构的自由脱扣状态。总之，电机转动带动弹簧进行储能，达到位置后依托合闸半轴来维持弹簧的储能状态，当合闸电磁铁动作使弹簧释能，开关迅速合闸，合闸的同步拉动分闸弹簧使之具有分闸能力，达到预备分闸状态，同步电机转动弹簧进行储能，而机构的合闸状态依托分闸半轴来维持，如此循环。三、常用故障及其解决措施1、拒分导致机构拒分的也许有两种，电气回路故障或机械部分故障。（1）、电气回路故障故障现象：可手动分闸，电动分闸时不动作浮现二次回路断线及红灯不亮。也许存在如下三种状况;A、分闸线圈匝间短路或断

9、线。其重要因素是线圈带电时间过长或绝缘老化引起解决措施：测量分闸线圈电阻，确认损坏后把其更换。B、辅助接点接触不良或没有切换解决措施：检查及调节或更换辅助接点。C、二次线接触不良。解决措施：检查二次线（2）、机械部分故障，也许存在如下四种状况：A、传动连片变形故障现象：手动不能分闸解决措施：更换变形的连片B、转动部分有阻滞及复归弹簧不够力使其不能正常复归或复归不到位故障现象: 同样是手动不能分闸解决措施：浮现故障的因素为所使用的润滑油变质所致，解决时应选用机油或者是保证不干凅的进口润滑油，清除旧用的润滑油和锈，在转动部分加新润滑油及解决复归弹簧使其能正常复归到位。C、分闸半轴搭靠量过大或分闸铁

10、芯工作间隙过小故障现象：可手动分闸，电动分闸时线圈动作，但机构不动作解决措施：调节分闸半轴的搭扣量为1.52mm之间，如果问题仍然没有得到解决即调节分闸铁芯的活动间隙，适量调长，配合现场测试动作电压，直至合格。D、分闸铁芯卡阻、活动不畅顺故障现象：可手动分闸，电动分闸时线圈动作，但机构不动作解决措施：解决分闸铁芯活动畅顺2、拒合导致机构拒合的也许同样有电气回路故障或机械部分故障两种状况。（1）、电气回路故障故障现象：可手动合闸，电动合闸时不动作浮现二次回路断线及绿灯不亮。也许存在如下三种状况;A、合闸线圈匝间短路或断线解决措施：测量合闸线圈电阻，确认损坏后把其更换。B、辅助接点接触不良或没有切

11、换解决措施：检查及调节或更换辅助接点。C、二次线接触不良。解决措施：检查二次线（2）、机械部分故障，也许存在如下四种状况：A、传动连片变形故障现象：手动不能合闸解决措施：更换变形的连片B、转动部分有阻滞及复归弹簧不够力使其不能正常复归或复归不到位。故障现象: 手动不能合闸解决措施：一般状况下为使用的润滑油不合适，清除旧用的润滑油和锈，在转动部分加新润滑油及解决复归弹簧使其能正常复归到位C、合闸半轴搭靠量过大或合闸铁芯工作间隙过小故障现象：可手动合闸，电动合闸时线圈动作，但机构不动作，也存在机构动作，但开关不能合上（即“坐不稳”）。解决措施：调节合闸半轴的搭扣量为1.52mm之间D、合闸铁芯卡阻

12、、活动不畅顺故障现象：可手动合闸，电动合闸时线圈动作，但机构不动作，也存在机构动作，但开关不能合上（即“坐不稳”）。解决措施：解决合闸铁芯活动畅顺。E、机构没有储能，即弹簧处在无能量状态a、储能回路不通、行程开关损坏及移位、电机损坏。故障现象: 电机不运转解决措施：检查储能回路针对其解决b、棘轮和棘爪磨损故障现象: 电机运转但棘轮不转解决措施：更换损坏的零部件以上所论述的为CT-19机构常用的故障类型及解决措施，在解决过程中必须注意的是退出各电源, 确认无电压后方可开始工作；必须把机构进行释能，严禁带有能量进行工作。线圈的电阻值相近；线圈的电压相似；外形尺寸相近；四、道谢何满棠同志对本文的修改

13、提供了珍贵意见，谨此道谢下面是挣钱的三、常用故障及其解决措施1、拒分导致机构拒分的也许有两种，电气回路故障或机械部分故障。（1）、电气回路故障故障现象：可手动分闸，电动分闸时不动作浮现二次回路断线及红灯不亮。也许存在如下三种状况;A、分闸线圈匝间短路或断线。其重要因素是线圈带电时间过长或绝缘老化引起解决措施：测量分闸线圈电阻，确认损坏后把其更换。B、辅助接点接触不良或没有切换解决措施：检查及调节或更换辅助接点。C、二次线接触不良。解决措施：检查二次线（2）、机械部分故障，也许存在如下四种状况：A、传动连片变形故障现象：手动不能分闸解决措施：更换变形的连片B、转动部分有阻滞及复归弹簧不够力使其不

14、能正常复归或复归不到位故障现象: 同样是手动不能分闸解决措施：浮现故障的因素为所使用的润滑油变质所致，解决时应选用机油或者是保证不干凅的进口润滑油，清除旧用的润滑油和锈，在转动部分加新润滑油及解决复归弹簧使其能正常复归到位。C、分闸半轴搭靠量过大或分闸铁芯工作间隙过小故障现象：可手动分闸，电动分闸时线圈动作，但机构不动作解决措施：调节分闸半轴的搭扣量为1.52mm之间，如果问题仍然没有得到解决即调节分闸铁芯的活动间隙，适量调长，配合现场测试动作电压，直至合格。D、分闸铁芯卡阻、活动不畅顺故障现象：可手动分闸，电动分闸时线圈动作，但机构不动作解决措施：解决分闸铁芯活动畅顺2、拒合导致机构拒合的也

15、许同样有电气回路故障或机械部分故障两种状况。（1）、电气回路故障故障现象：可手动合闸，电动合闸时不动作浮现二次回路断线及绿灯不亮。也许存在如下三种状况;A、合闸线圈匝间短路或断线解决措施：测量合闸线圈电阻，确认损坏后把其更换。B、辅助接点接触不良或没有切换解决措施：检查及调节或更换辅助接点。C、二次线接触不良。解决措施：检查二次线（2）、机械部分故障，也许存在如下四种状况：A、传动连片变形故障现象：手动不能合闸解决措施：更换变形的连片B、转动部分有阻滞及复归弹簧不够力使其不能正常复归或复归不到位。故障现象: 手动不能合闸解决措施：一般状况下为使用的润滑油不合适，清除旧用的润滑油和锈，在转动部分

16、加新润滑油及解决复归弹簧使其能正常复归到位C、合闸半轴搭靠量过大或合闸铁芯工作间隙过小故障现象：可手动合闸，电动合闸时线圈动作，但机构不动作，也存在机构动作，但开关不能合上（即“坐不稳”）。解决措施：调节合闸半轴的搭扣量为1.52mm之间D、合闸铁芯卡阻、活动不畅顺故障现象：可手动合闸，电动合闸时线圈动作，但机构不动作，也存在机构动作，但开关不能合上（即“坐不稳”）。解决措施：解决合闸铁芯活动畅顺。E、机构没有储能，即弹簧处在无能量状态a、储能回路不通、行程开关损坏及移位、电机损坏。故障现象: 电机不运转解决措施：检查储能回路针对其解决b、棘轮和棘爪磨损故障现象: 电机运转但棘轮不转解决措施：更换损坏的零部件以上所论述的为CT-19机构常用的故障类型及解决措施，在解决过程中必须注意的是退出各电源, 确认无电压后方可开始工作；必须把机构进行释能，严禁带有能量进行工作。线圈的电阻值相近；线圈的电压相似；外形尺寸相近；四、道谢何满棠同志对本文的修改提供了珍贵意见，谨此道谢