CY3液压机构动作原理.doc

CY3型液压机构一、概述： 操动机构是带动高压开关传动机构进行合闸与分闸的机构。由操动机构的动作，带动传动机构使开关触头达到闭合或断开电路的目的。操动机构的动作是依靠外界能源达到的。 操动机构是由源动机构、扣住（压住）机构、脱扣（泄压）机构和自由脱扣机构组成。 操动机构的合分闸操动是依靠不同的能源来达到的。其主要能源有：电磁能、气压能、液压能、人力等。 扣住（压住）机构，是当开关合闸到终点位置时能将开关机构固定在合闸位置。 脱扣（泄压）机构，当开关分闸时能将“死点”机构脱开（泄压）实现分闸。 自由脱扣机构：由合闸电磁铁动作顶起机构至某一位置，分闸电磁铁动作脱扣，都能自由分闸。也就是说，当断路器在合闸过程中，机构又接到分闸命令，不管合闸是否终了，应能立即分闸，保证及时切断故障。二、对操作机构的要求：1、操作机构应有足够能力克服开关本体各种阻力特性，可靠地关合电路：流体阻力、分闸弹簧作用力、运动机件重力、摩擦力、触头弹簧作用力、电动力或电磁力等。2、操动机构当能源的参数（电压、气压、液压）在一定范围变化时，仍能可靠地工作。当能源参数在下线时（如电压为额定电压的8085）时，操动机构带动开关具有关合短路电流的能力。当能源参数上限时（如电压为额定电压的110）时，操动机构不应出现由于操动力、冲击力大等原因使开关零部件损坏。3、开关合闸后能稳定在合闸位置，不应因震动或电动力等其他外界因素影响而产生误跳闸。4、为保证合闸安全，应具有自由脱扣装置。即在合闸过程中，如果系统发生短路，开关合闸能源尚未切掉，操动机构也能自动分闸。5、当线路发生短路故障时，脱扣机构应能可靠动作。三、操作机构的分类： 操动机构一般按操动能源分类。根据操动能源可分为储能式和直动式两种：其中储能式常见的有电磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构等，直动式主要有电磁式和人力机构。 电磁机构是由蓄电池储能操动开关。 弹簧机构是利用功率较小的电动机将弹簧拉伸储能操动开关。 气压机构是利用空气压缩机将气体压缩到一定值储能操动开关。 液压机构是利用电动机带动油泵向储能缸充入液压油，通过活塞压缩氮气到一定值进行储能操动开关。 直动式机构即直接用人力操动开关，或利用硅整流将交流变成直流直接操动开关。四、液压机构：1、液压机构的的主要优、缺点及适用的场合：（1）优点：不需要大容量的直流电源；暂时失电时，仍然能操作几次；功率大、动作快；冲击小、操作平稳。（2）缺点：结构复杂，加工精度要求高；维护工作量大。液压机构主要适用于110kV以上断路器，它是超高压断路器和SF6断路器采用的主要机构。2、液压操动机构的分类：（1）液压机构按传统方式可分为全液压和半液压两种。全液压：就是液压油直接操充纵动触头进行合闸。因此就省去了传动拉杆，减少了机构的静阻力，因而速度加快，但结构材质要求较高。半液压：液压油只到工作缸侧，操动活塞将液压能转换为机械能，带动传动拉杆使开关分、合闸操作。我国目前生产的液压机构是采用半液压形式的。（2）液压机构按其充压方式可分为常充压和瞬间充压两种。常充压：即在分闸管道中，无论在合闸或分闸状态下均为高压油。而合闸管道，仅在合闸过程中及开关在合闸位置时，才充入高压油，分闸状态时合闸管道中没有高压油。目前，我国生产的液压机构多是常充压机构。瞬时充压：无论在合闸位置还是分闸位置，在液压缸两侧都是低压油，只有在动作过程中一侧或两侧瞬间充入高压油。3、液压机构的主要结构：主要由电动机及油泵、储压筒（双筒式含氮气筒）充气阀、压力表、合闸一级阀、合闸二级阀、分闸阀、安全阀、工作缸、辅助开关等组成。4、CY3型液压机构特点：（1）三相阀系统公用一个压力源，因此能保证三相操作压力相同。（2）储能装置为双筒式，可自行充氮。（3）采用定径片节流方式。（4）因三相一台操动机构，可安装布置成多种形式，但主油管路和工作缸设在机构箱外部，常要另设保温及隔热装置。5、油泵：油泵为液压机构中转换能量装置，它可以将低压油变为高压油送进储能装置中，压缩氮气形成高压能源。液压机构的油泵一般采用双柱塞径向油泵，它的特点是结构紧凑、寿命长、噪声小、效率高。它主要包括：泵座、曲轴、一级逆止阀、柱塞部分、二级逆止阀、高压接头、排气螺塞以及各种密封元件。6、储能装置：储能装置是液压机构的能源装置，其储能后相当于一个强大的弹簧被储能一样，可以随时在短时间内向液压系统压缩高压油。高压开关液压机构采用氮气作为储能介质，因为氮气是惰性气体性能稳定，不会产生氧化腐蚀作用。氮气使用高纯氮气，纯度为99.99，氧的含量低于0.01，水气含量不大于30mg/m3。氮气被油压缩后，体积便小并储存能量，在其膨胀时释放能量，对外做功。它主要由连通器、上端帽、筒、下端帽、接头、活塞、活塞杆和支架等组成。7、阀系统：液压操动机构的阀系统大多采用滑动阀和扼挡式阀。CY3型液压机构采用的是扼挡式二级阀。其结构主要包括：电磁铁部分（上下磁轭、线圈和动、静铁心等）、一级阀部分、二级阀部分、上阀体、下阀体和安全阀等组成。8、工作缸：工作缸是将液压能转变为机械能的转换装置。它主要由缸帽、活塞杆、活塞缸、缸座、机座、辅助开关以及各密封元件组成。工作缸为常充压式，在工作状态下分闸侧长期充有高压油，合闸侧只有在合闸时及合闸后才充有高压油，分闸状态下无高压油。工作缸的动作靠两面压力差推动活塞来实现的。活塞直径 ：D52mm活塞杆直径：28mm工作缸压力特性如下：FHSHP（N）FFSFP（N）式中：FH合闸力 FF分闸力 P工作油压，P22MPaSH合闸静受压面积：SH=SF合闸静受压面积：SH=因此：FH（616106）（22106）13552N FF（1508106）（22106）33176N 即断路器在13552牛顿力推动下合闸，在33176牛顿力推动下分闸。9、液压操动机构工作原理：（1）储能：启动油泵电机，带动油泵工作。油箱中的低压油经滤油器17通过A/路径被吸入油泵内，同时又把油沿着A路打到储压筒2中，推动活塞压缩高压氮气。油被打入储压筒中的同时，还沿着A路进入工作缸分闸侧和阀的常充压油路中，以备操作之用。当活塞带动动杆离开W1（油泵停止微动开关）时，油泵即停止工作，储能结束。因操作或其他原因耗油，使动杆下降到W2时，油泵将自行启动。（2）合闸：当合闸线圈受电时，合闸动铁心吸合，压下合闸一级阀杆，打开合闸一级阀钢球10，此时A路高压油经B/路打开逆止钢球，进入合闸二级阀活塞的上腔，在高压油的作用下，推动二级阀活塞11（差动阀式）向下运动，打开二级阀钢球12，同时封死排油口。主油管A路高压油经B路进入工作缸合闸腔，推动活塞及活塞杆迅速向左运动，带动断路器合闸。当合闸到一定位置，合闸辅助接点转换，切断合闸线圈电源。尽管动铁心、一级阀杆在复位弹簧和油压的作用下迅速复位，但由于合闸自保持用的逆止阀钢球复位，封住了二级阀上部的高压油，使二级阀处于合闸位置。这样便完成了一次合闸动作。（3）合闸自保持：由于二级阀本身有一个油路，它使二级阀上部与B路连通，这样使二级阀上下部压强保持相同，因此二级阀始终能够处于合闸状态，使断路器保持在合闸位置。（4）分闸：发出分闸指令，分闸线圈受电，吸动分闸动铁心，压下分闸一级阀杆，打开分闸阀钢球，进而二级阀活塞上部高压油经C/、C/油路排到油箱中，待二级阀活塞上部上部作用力小于下部作用力时，它就在下部油压的作用