一种电动机弹簧机构用电磁力操作装置的研究及应用

刘伟杰　陈怡

摘要：本论文涉及一种电动机弹簧机构的分合闸电磁操作装置和将电磁力作为驱动力的电磁控制装置，尤其是涉及利用电磁力操作断路器机构等电力设备操作开关的电磁操作装置。

关键词：电动机;弹簧机构;电磁力;操作装置

1背景技术

随着国家近几年电力事业的发展，国产电动机弹簧操动机构在断路器中的应用更加广泛，电磁铁作为电动机弹簧操动机构中分合闸操作的核心部件，其性能尤为重要。电磁铁承载着整个机构分、合切换动作，可靠性要求比较高，尤其是分闸操作，关系着整个电网安全稳定的运行。在该电磁操作装置未发明前，电动弹簧机构的分闸由一套电磁铁（即单分电磁铁）完成，在实际运行中存在由于分闸电磁铁不能可靠吸合，而产生的电动机弹簧机构分闸不可靠的情况较为普遍。为保证电动机弹簧机构能够可靠分闸操作，特研究设计了该电磁操作装置，满足电网用户的双分需求。

2研究内容

本论文的研究目的是：在于研究一种电动机弹簧操动机构分合闸用电磁力操作装置，该电磁力操作装置要求具有双分功能，并且要求设计紧凑、结构简单、易于操作，适用于其他产业中的电磁操作式开关装置和将电磁力作为驱动力的电磁控制装置。

3技术方案

本论文研究了一种电动机弹簧操动机构分合闸用电磁力操作装置，该电磁操作装置包括两个相互独立又彼此相关的电磁铁，将一分电磁铁和二分电磁铁连接在一起的连板，以及装在一分电磁铁上用于调节电磁力操作装置动作行程的触发器，装在二分电磁铁上的手动触发按钮;所述一分电磁铁和二分电磁铁都包括一套具有相对配置的活动铁芯和固定铁芯，以及根据电磁力使上述活动铁芯和固定铁芯相互离开或接触的用于控制电磁铁性能的线圈，固定线圈用的线圈支座;和通过螺纹连接与上述活动铁芯连接的，与上述电磁铁产生的电磁力一起产生的驱动力传递给电动机弹簧操动机构的触发杆，从而在电磁驱动力的作用下实现对电动机弹簧操动机构的操作。

（1）电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，包括两个相互独立又彼此相关的电磁铁，其中外侧一分电磁铁必须通过撞击内侧二分电磁铁起作用，驱动电动机弹簧操动机构动作，而二分电磁铁可以独立驱动电动机弹簧操动机构动作。

（2）电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，包括将外侧一分电磁铁和内侧二分电磁铁连接在一起的连扳，该连扳通过螺纹连接将一分电磁铁和二分电磁铁紧定相连，形成一种电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置。

（3）电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，包括一套可用于调节电磁力操作装置动作行程的触发器，该触发器通过螺纹连接和通过螺纹与活动铁芯连接的触发杆相连。

（4）电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，包括两个相互独立又彼此相关的电磁铁，该装置所具有的一分电磁铁和二分电磁铁都包括一套具有相对配置的活动铁芯和固定铁芯，以及根据电磁力使上述活动铁芯和固定铁芯相互离开或接触的用于控制电磁铁性能的线圈，固定线圈用的线圈支座;和通过螺纹与上述活动铁芯连接的，与上述电磁铁产生的电磁力一起产生的驱动力传递给电动机弹簧操动机构的触发杆。

（5）电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，包括两个相互独立又彼此相关的电磁铁，避免了一分电磁铁由于控制电磁铁性能的线圈和二分电磁铁用于控制电磁铁性能的线圈相互之间的电磁干涉。

（6）电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，包括有回复弹簧，该回复弹簧分别配置在一分电磁铁和二分电磁铁相对配置的活动铁芯和固定铁芯中的固定铁芯中，用于对同上述活动铁芯连接的触发杆施加使上述活动铁芯离开上述固定铁芯方向的弹性力。

（7）所述电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，包括用于固定控制电磁铁性能线圈的安装位置所用的弯板，该弯板通过螺纹紧固，将上述线圈固定在电磁铁相对配置的活动铁芯和固定铁芯中的固定铁芯上。

4实施方式

本论文研究了一种电动机弹簧操动机构分合闸用电磁力操作装置，结合附图及实施例对本技术方案进一步说明。如图1所示，该电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，包括一套可以独立驱动电动机弹簧操动机构动作的二分电磁铁1，通过连扳4与二分电磁铁相连，从而通过二分电磁铁的触发杆1-1驱动电动机弹簧操动机构动作。一分电磁铁2，装在二分电磁铁1上用于调节电磁力操作装置动作行程的触发器5，与装在一分电磁铁触发杆上的手动触发按钮3相对;本技术原理是：通过两个独立线圈和独立的触发杆分别产生电磁感应使静铁芯与动铁芯吸合动作，动、静铁芯吸合过程中所产生的驱动力作用在电动机弹簧操动机构挚子上，从而实现电动机弹簧操动机构的分合闸。该项技术不仅限于电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，也适用于其他类似的电磁力操作装置。

5实施效果

1）将一组双分线圈分为两个相互独立又彼此相关的两个单分线圈，从而实现一分电磁铁和二分电磁铁在相互不影响彼此动作特性时的调整，满足电动机弹簧操动机构双分特性的要求。

2）一分电磁铁中的线圈通过电磁力以及弹簧的回复力促使具有相对配置的活动铁芯和固定铁芯相互离开或接触，从而促使触发杆往复，实现电动机弹簧操动机构的分合闸动作。

3）一分电磁铁驱动无法直接驱动电动机弹簧操动机构实现分合闸动作，该电磁铁必须通过驱动一分电磁铁的触发杆动作从而实现对电动机弹簧操动机构分合闸动作。

4）二分电磁铁的动作过程与一分电磁铁类似，可直接驱动电动机弹簧操动机构实现分合闸动作控制，并可以通过调整两个触发杆之间的间隙来控制一分电磁铁的动作时间，满足断路器分合闸特性需求。

本論文研究了一种电动机弹簧操动机构用电磁力操作装置，该装置增大了电动机弹簧操动机构所配置的电磁力操作装置对动作时间的调整幅度，满足了电动机弹簧操动机构将动作时间控制在一定范围内的要求。该电磁力操作装置能够满足电动机弹簧操动机构动作时间的特性要求，适于在行业内推广使用。

6附图说明

结束语：

通过本装置的研究，解决了目前126kV高压断路器用电动机弹簧操动机构单分独立电磁铁分闸动作不可靠的缺陷，同时也解决了国内外252kV高压断路器弹簧机构不同位置分别设立两个独立电磁铁而带来故障率和增加生产成本的问题。实现了国家电网对于电动机弹簧操动机构分闸电磁铁具有可换性的要求，满足断路器机构主线圈出现故障不能使用时备用线圈必须可靠接入，实现断路器正常分闸的特性需求。目前已成功用于多个工程投入使用。

参考文献：

[1]刘力，张帆，陆静.弹簧操动机构电动机参数选择[J].科技传播，2011（5）：210-211.

[2]马博，边鑫，马德安.弹簧操动机构分闸电磁铁的改进设计 高压电器2016.02.028

[3]佚名.一种弹簧操动机构用单向离合器的保护电路和保护方法：，CN107154318A[P].2017.