框架断路器操作机构的优化设计

2023-06-15 百科知识版权反馈

【摘要】：框架式断路器主要在配电网络中用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路、单相接地等的故障危害。以国内某厂生产额定电流为2000A的框架式断路器为研究对象，这种断路器既有完善的保护功能，又能实现选择性保护，避免了不必要的停电，提高了供电可靠性。图2-44 智能型框架式低压断路器框架式断路器主要由触头系统、智能型脱扣器、手动操作机构、电动操作机构、固定板或抽屉座组成。

框架式断路器（Air Circuit Breaker，简称ACB）主要在配电网络中用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路、单相接地等的故障危害。以国内某厂生产额定电流为2000A的框架式断路器（DW45）为研究对象，这种断路器既有完善的保护功能，又能实现选择性保护，避免了不必要的停电，提高了供电可靠性。它采用立体布置形式，具有结构紧凑、体积小的特点。如图2-44所示。

图2-44 智能型框架式低压断路器

框架式断路器主要由触头系统、智能型脱扣器、手动操作机构、电动操作机构、固定板或抽屉座组成。电动操作和手柄操作两种方式装在一起，但互不干涉，位于断路器正面右侧，触头系统封闭在绝缘底板内，且每相触头都用绝缘板隔开，形成一个个小室，其上方是灭弧室。而智能脱扣器、手动脱扣器机构、电动操作机构依次排在其前面形成各自独立的模块单元，若其中某一模块损坏，可将其更换。触头系统用连杆与绝缘板外的主轴连接，操作机构通过连杆驱动动触头，完成闭合、断开的动作，为了降低电动斥力，每相触头系统均采用多片触头并联形式，多片触头安装在一个触头支持上。触头接触片的一端用软联结与母排连接。断路器采用弹簧贮能闭合，闭合速度与电动或者手动的操作速度无关。断路器利用凸轮压缩一级弹簧达到贮能的目的，并具有自由脱扣功能。一般对于实际复杂结构建立仿真模型时要进行一定的简化，简化的合理性取决于能否取得关心的数据，并且与实际相近。DW45型断路器操作机构的结构比较复杂，有上百个零部件，不可能所有零件都参与建模，考虑到所关心的问题和仿真的方便，对其做了适当的简化，如图2-45所示。

断路器有三种操作位置：贮能、闭合和分断位置，操作机构由五连杆-四连杆机构组成，它们是主轴上的AB、连杆1（BC）、连杆2（CD）、连杆3（DOa）和两个固定轴之间形成的连杆（OaA）。当机构位于再扣位置时，D可视为固定点，这时机构是四连杆机构，当按动释能按钮后，贮能杠杆逆时针转动，恰好其上的轴销猛力地打在连杆2上，使连杆2转动，并带动连杆1动作，使主轴悬臂顺时针方向转动，从而触头闭合，且轴C进入死点，保持触头在闭合位置。当按下断开按钮或来自过电流、欠电压或分励信号使分断脱扣半轴4转动，顶杆1脱扣，压在顶杆2上的力消失，四连杆变成了五连杆，连杆处于自由状态，在触头反力和复位弹簧力的作用下，断路器迅速断开。

图2-45 操作机构简图（贮能位置）

a）操作机构 b）简图

1—贮能杠杆限位件 2—主轴 3—主轴悬臂 4—分断脱扣半轴 5—主轴限位器 6—贮能弹簧 7—复位弹簧

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框架断路器操作机构的优化设计

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