牵引变电所27.5KV真空断路器永磁操作机构存在问题的浅析.docVIP

PAGE PAGE 1 牵引变电所27.5KV真空断路器永磁操作机构存在问题的浅析 　　摘要：本文通过对电气化铁道牵引变电所27.5KV真空断路器永磁操作机构的结构和原理介绍，结合实际运用情况，指出永磁操作机构在电气控制和机械作用部分存在的问题，分析存在问题，并提出解决问题的方法。 　　关键词：真空断路器永磁机构存在问题 　　Abstract:Inthispaper,thestructureandprinciplesoftheelectrifiedrailwaytractionsubstation27.5KVvacuumbreakerpermanentoperatingmechanismintroduced,combinedwiththepracticalapplicationofthecase,pointedoutthatthepermanentoperationofinstitutionsinthepartoftheproblemsofelectricalcontrolandmechanicalaction,analyzeproblemsandtoproposeasolutiontotheproblem. 　　Keywords:vacuumbreakerpermanentinstitutionsproblems 　　中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号： 　　一、引言 　　目前电气化铁道牵引变电所27.5KV真空断路器的分合闸操作机构常用的有三类，一是电磁操动机构、二是弹簧操动机构、三是永磁操动机构。电磁操作机构已使用50多年，技术落后，操作功率大，合闸时间长，对电源要求高，而且机械部分故障率高；弹簧操动机构现在广泛应用的，它是利用弹簧能进行分合闸操作，合闸速度快而且合闸电流小，从而对电源要求低，但弹簧机构也有其自身不可克服的缺点：零件数量多约为200个，加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品可靠性不易保证，机构动作冲击力大，输出力特性与本体反力特性配合较差；永磁操作机构突破了传统操作机构的原理，构思巧妙，技术上有较大创新，已成为真空断路器操作机构的发展趋势，优点是结构简单，零部件少，可靠性高。 　　二、永磁机构的原理 　　真空断路器永磁操作机构是一种永磁保持的电磁操作机构。永磁机构按照在分闸操作时的不同可分为单稳态永磁机构和双稳态永磁机构。双稳态是指动铁芯在分闸位和合闸位的两个位置，不需任何能量或锁扣即可由永磁体保持。而单稳态是指永磁铁只对动铁芯在合闸位置进行保持。本文主要介绍的双稳态单线圈永磁机构，如图1所示，永磁机构由静铁芯、动铁芯、电磁线圈、永磁体和顶杆等部件组成，其动作原理如下： 　　1、电动合闸 　　当永磁机构处于分闸位置时动铁芯保持在下端。当断路器接到合闸指令时，机构的电磁线圈YC（图1中3）瞬间通以的正向直流电流。这一电流在静铁芯（图1中1）上部产生与永磁体（图1中4）磁场方向相同的磁场，在动铁芯（图1中2）下部产生与永磁体磁场方向相反的磁场，使动铁芯下端所受的磁吸力减小。电磁线圈产生的电磁场和永磁体的永磁场正向叠加产生的向上电磁力，使动铁芯便向上运动，实现合闸并给分闸弹簧储能。合闸完成后靠永磁体的吸力使机构保持在合闸状态。 　　2、电动分闸 　　当永磁机构处于合闸位置时，在永磁体磁力作用下，动铁芯保持在上端。分闸时，在电磁线圈中通以与合闸操作时方向相反的反向电流，该电流在动铁芯上端产生与永磁体磁场相反方向的磁场，电磁线圈产生的电磁场和永磁体的永磁场反向叠加，使动铁芯受到的磁吸力减小，在触头弹簧和分闸弹簧拉力的共同作用下，动铁芯向下运动，实现永磁机构的分闸。分闸完成后靠永磁体的吸力使机构保持在分闸状态。 　　图1永磁操作机构结构 　　三、存在的不足及需改进方面 　　永磁机构结构比较简单，体积小，重量轻。由于机构部件少且仅有一个运动部件，则故障率也随之减少，故机构可靠性高，寿命长且维护工作量少。虽然永磁机构有上述优点，但是仍存在以下几方面的缺点和不足： 　　1、永磁机构在电气控制部分存在不足 　　本文介绍的永磁机构采用直流接触器控制方式，如图2所示。当接到合闸指令时，直流接触器HC线圈受电，HC动作其触头闭合，电磁线圈YC通以正向电流使断路器合闸。当接到分闸指令时，直流接触器FC线圈受电，FC动作其触头闭合，电磁线圈YC通以反向电流使断路器分闸。直流接触器控制分闸存在以下问题。 　　图2永磁机构控制原理 　　（1）分闸可靠性不高。 　　永磁操作机构的断路器分闸必须由直流接触器FC启动，回路越多故障率越高。并且直流接触器线圈烧损、接点粘连等问题常有发生。实际运用中永磁机构断路器时常有直流接触器卡滞故障，影响断路器的正常分合闸动作。图2所示电磁线圈YC接在合闸回路，由HM提供电源。当直流系统中HM回