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1、一、概述,该液压弹簧操动机构是利用已储能的碟形弹簧为动力源，利用液压传动来实现断路器的分合闸。 该系列机构的技术性能达到世界先进水平，目前该系列机构已开发了两种不同的规格，适配于我公司的252kV8000kV系列断路器（含GIS断路器）等各种产品中,一、概述,1.1该机构的主要特点及优点： a. 采用了紧凑的模块化集成设计，各模块直接对接，省去了多余的液压管道，使传动效率大大提高，此外模块化集成设计使得检修非常方便，另外还有效的克服了老式液压机构渗油、漏油的缺点； b.采用碟簧作为储能元件、液压油作为传动介质，与氮气储能相比，机械特性随温度变化小、避免了油氮互渗，而且易获得高压力、大操作功、结
2、构更加简单。 c. 密封结构设计先进：往复动密封采用了格来圈或斯特封结构，该结构具有抗压强度高、耐磨性和耐挤压性好、抗挤出性好、摩擦力小且无爬行现象，还有自动补偿功能、使用寿命长等优点。（格来圈、斯特封的主要技术参数：最高承载压力可达80MPa，且往复,一、概述,运动速度最大允许可到15m/s，适用温度范围为-54+200）。主阀芯和泄压阀芯处均采用金属锥面凡尔线密封方式（ 60度锥的金属密封），与老式液压机构的环面密封相比，具有泄露小、密封可靠等优点。静密封采用“O”型圈加挡圈结构，具有承载能力大、密封效果好以及使用寿命长等优点。旋转密封采用骨架油封，具有摩擦力小、使用寿命长等优点。 d.
3、该操动机构还具有动作快、反应灵敏、输出功大、免运行维护、可靠性高等优点。 1.2该机构具备的功能： * 可以实现电动储能 (接专用手动泵可实现手动储能)； * 可以实现手动及电动分、合闸； * 允许自动重合闸,二、液压弹簧操动机构的应用情况,CTY-5型机构：配用于ZF16-252三相分相的断路器、正在研制的252kV罐式断路器和正在研制的363kV罐式断路器。 CTY-10型机构：配用于ZF16-252三相联动的断路器、 LW30-252三相联动的断路器、ZF-550的断路器及LW-550断路器,三、主要的技术参数表,三、主要的技术参数,电机及线圈技术参数： * 电机：直流220V； 功率4
4、70W（CTY-5）/ 1300W （CTY-10） ； * 整体储能时间小于120 S（从无能至充满能量）。 * 分、合闸线圈参数,四、结构及动作原理,该操动机构从结构上可以分为充压模块、储能缸模块、工作缸模块、控制模块、监测模块、碟簧组装配、低压油箱以及支撑架附件和辅助开关附件等等组成。其中低压油箱、工作缸模块和碟簧组为上下串联并且与中心轴共轴排列，充压模块、储能缸模块、控制模块、监测模块均布在工作缸的六面。 * CTY机构总装图 机构立体外形图,四、结构及动作原理,1.充压模块：由电机、伞齿轮、偏心轴、柱塞泵以及泵座和密封件等组成。电机启动后经齿轮传动带动偏心轴高速转动，偏心轴上的滚套推
5、动高压柱塞泵的活塞杆往复运动，从而将高压油打入高压油腔。 * 冲压模块组装图,2.储能缸模块：由经黑色硬质阳极氧化的储能缸、储能活塞、端盖及密封件等组成；三个储能缸模块均布在主缸体上，如图1所示。充压模块打压时，储能活塞在高压油腔中高压油的压力下伸出，同时压缩碟簧组储能。 * 储能缸模块组装图,四、结构及动作原理,四、结构及动作原理,3.工作缸模块：由经黑色硬质阳极氧化的主缸体，上、下缓冲环，上、下密封套，及活塞杆、密封件等组成。利用差动原理，当上油腔为高压油，下油腔为低压油时机构分闸；当上油腔为高压油下油腔也为高压油时机构合闸。另外活塞杆上的逐级台阶与上、下缓冲环配合使用，组成合闸缓冲和分闸
6、缓冲，可以起到吸收分合闸终了时多余的操作功，从而保护机械构件。 * 工作缸模块组装图,四、结构及动作原理,4. 控制模块：由一级阀和二级阀组成，一级阀为电磁式截止阀，二级阀由阀座、阀芯座、阀芯及流量阀芯等组成。二级阀也采用差动原理（阀芯处分为三个压力截面，图示由右向左分别为A1截面、A2截面、A3截面，三者关系为A1A2A3，A1+A2A3，其中A1截面油压可变，A2截面和A3截面油压为长期高压），所以当合闸一级电磁阀动作时将高压油引入A1截面，这时A1+A2A3，主阀芯向左运动，从而将高压的主油路（P口）与工作缸的下油腔油路(Z口)接通，机构合闸。当分闸一级电磁阀动作时将低压油引入A1截面，
7、这时A2A3，主阀芯向右运动，从而将工作缸的下油腔油路(Z口)与低压油箱的(T口)接通，机构分闸。 * 控制模块组装图,四、结构及动作原理,控制阀上相互独立的两个流量调节阀芯可以较方便的通过调整油路的流量来达到调整分、合闸速度的目的。 5.监测模块：由行程开关装配体和泄压阀及连接件等组成。行程开关用来控制充压模块，并且监测碟簧的充压状态。泄压阀通过连接件与碟簧组相连，起过位保护的作用。 监测模块实时检测碟簧的充压状态，当出现内泄或分合闸后，电机可自动启动冲压；当碟簧能量到达相应位置（报警或闭锁点）时，监测模块发出相应信号。 * 监测模块组装图,四、结构及动作原理,6. 碟簧组装配：是机构的能量
8、储存元件。碟簧片间采用钢丝圈来支撑、约束，与常规的小支撑面结构比，碟簧出力更均匀，自定位和自导向能力好，这样对导向柱的要求可以大大降低。 7. 低压油箱：如总图所示，装于工作缸上面。 8.支撑架和辅助开关等附件：如总图所示，附件包括支撑架、辅助开关、位置指示器等。其中辅助开关装在支撑架上，并通过连杆和拐臂与活塞杆相连，显示机构的分、合闸状态信号。 * CTY机构总装图,四、结构及动作原理,9. 机构分、合闸动作原理 （动画演示） 9.1 当机构充压模块打压经储能模块给碟簧组储能后，高压油腔具有了高压油，如分闸状态图。此时主活塞杆的活塞上面为高压油下面为低压油，机构处于分闸状态。当合闸一级阀动作
9、后，二级阀（主换向阀）换向，使P口和Z口导通，这样主活塞杆的活塞上面和下面都为高压油。因下面的油压面积较上面大，所以下面的压力大，故而主活塞杆向上运动，实现合闸。 合闸后，辅助开关转换切断合闸一级阀的二次回路；同时监测模块启动电机充压，能量储满后自动停止。机构保持在合闸状态。 （如合闸状态图所示,四、结构及动作原理,9.2 机构在合闸状态时，当分闸一级阀动作，二级阀（主换向阀）换向，使Z口和T口导通，这样主活塞杆的活塞上面为高压油下面变为低压油。故而主活塞杆向下运动，实现分闸。 分闸后，辅助开关转换切断分闸一级阀的二次回路；同时监测模块启动电机充压，能量储满后自动停止。机构保持在分闸状态。 （如分闸状态图所示） * 动画演示回忆,五、检修与维护,行程开关检查,储能电机检查,储能电机,行程开关达,五、检修与维护,合闸电磁铁(右侧一件,分闸电磁铁 (左侧两件,辅助开关,合闸电磁铁(含一级阀)检查,分闸电磁铁(含一级阀)检查,辅助开关检查,五、检修与维护,辅助开关 驱 动 杆,辅助开关 驱动杆检查,附：液压操动机构维护与检修导则,六、常见故障分析,六、常见故障分析,CTY液压弹簧操动机构总装图,冲压模块,储能缸,储能缸模块组装图,工作缸模块组装图,控制阀模块组装图,监测模块组装图,分闸状态示意图,合闸状态示意图
