电磁操动机构及其控制接线原理

电磁操动机构是用电磁铁将电能转变为机械能来实现断路器分、合闸的一种动力机构。配用于SN10-10系列高压少油断路器的电磁操动机构，一般采用全国统一设计的CD10型。

CD10型电磁操动机构为户内悬挂式，常配用于SN10系列高压少油断路器。它可以实现断路器电动合闸、电动分闸和手动分闸，也可以实现自动重合闸，在检修和试验时还可以利用手动操作手柄进行手动合闸。

CD10型电磁操动机构合闸和分闸需要使用直流电流。合闸线圈用直流电源，由于电流较大，可用外接的CZ0-40C或D型低压直流接触器来实现通断。

CD10电磁操动机构由自由脱扣机构、电磁系统和缓冲系统三部分所组成。

操动机构的上部为自由脱扣机构，由铸铁弯板和四连杆机构组成。在自由脱扣机构的左右两侧分别装有F4-8DI/W和F4-2II/W型辅助开关，在右下端装有分闸电磁铁，中间装有接线端子板。

操动机构中部是电磁系统。它由合闸线圈、合闸铁芯和方形磁轭组成。

机构的铸铁弯板及方板为电磁回路的一部分。为了防止铁芯吸合时黏附板上。特加一黄铜垫圈和压缩弹簧，以保证铁芯合闸终了时迅速下落。线圈和铁芯间装一铜套管，以防止铁芯运动时磨损线圈。

机构的下部由帽状铸铁盖和合闸橡胶缓冲垫组成，盖上装有手动合闸操作手柄，检修时套入500～800mm长的铁管即可进行手力缓慢合闸。橡胶缓冲垫用于铁芯合闸后下落时的缓冲。

该机构有铁罩作封盖。罩的中部有一圆孔可观察分、合指示牌的状态。

1.控制接线原理

1）对控制回路的要求断路器的控制回路，按断路器的型式、操动机构的类型以及运行上的不同要求而有所差别，但其基本接线是相似的。断路器的控制回路一般应满足以下要求。

①能监视分闸回路和合闸回路的完好性。

②能监视电源电压。

③能指示断路器的分闸与合闸位置状态。

④应有防止为断路器多次合闸的“跳跃”闭锁装置。

⑤自动重合闸或跳闸后，应有明显的信号。

⑥合闸或分闸后，应使命令脉冲自动解除。

⑦接线应简单可靠，使用的电缆芯线最少。

2）控制开关在一般中、小型变（配）电所中，安装在配电装置中的断路器，合闸与分闸操作通常是在配电装置前就地进行的，一般通过控制开关来实现。控制开关是控制接线中的主要元件。控制开关SA—般采用LW2-Z-la、4、6a、40、20、20/F8型。

控制开关共有六个位置，即“分闸后”、“预备合闸”、“合闸”、“合闸后”、“预备分闸”、“分闸”。

若断路器处于断开状态（操作手柄在“分闸后”位置）需要进行合闸操作时，其操作顺序如下：首先将操作手柄由水平位置（“分闸后”）顺时针转动90°至垂直位置（“预备合闸”）；然后再顺时针转动45°至“合闸”位置。此时，合闸回路接通，并发出合闸命令。合闸操作必须用力克服弹簧的反作用力。在此位置稍做停顿后松手，操作手柄在弹簧的作用下自动返回到垂直位置，即“合闸后”位置。可见，“预备合闸”与“合闸后”位置，操作手柄均在同一位置；但对于有自由行程的接点，如40、20、20/F8其接通情况是不同的。分闸操作时的操作顺序是由“合闸后”开始，逆时针转动。

2.控制回路接线

对于各种类型的操动机构，其跳闸电流差别不大，而合闸电流差别甚大，如弹簧储能操动机构的合闸电流很小；而电磁操动机构是利用电磁力直接合闸，合闸电流很大，可达几十安培至几百安培。因此，合闸回路不能直接利用控制开关接点来接通合闸线圈，而必须采用合闸接触器。

CD10型电磁操动机构控制接线原理如图5-6-1所示。控制回路的动作过程如下。

1）“分闸后”位置。当控制开关SA在“分闸后”位置，且断路器也在“分闸后”位置时，QF₁常闭辅助接点闭合，SA控制开关的11与10接点接通，构成如下电流回路，即+WC→FU₁→SA（11—10）接点→R→HG→QF₁常闭辅助接点→KM→FU2→-WC。此时，绿灯HG亮，指示断路器在跳闸后位置。合闸接触器KM中也有电流通过，但因该回路中串有绿灯及其附加电阻，其上有一定压降，而加在KM上的电压较小，不足以使KM动作。HG亮，还起到监视合闸回路完好性的作用。

2）“预备合闸”位置。SA手柄顺时针转动90°至“预备合闸”位置，SA的11和10断开，9和12接通，绿灯回路仍然接通，HG亮。接通如下回路：+WF→SA（9—12）→R→HG→QF₁→KM→FU₂→-WC。此时接通了闪光电路，绿灯闪光，发出预备合闸信号，但KM仍不启动，因回路中仍串有R及HG。(www.xing528.com)

图5-6-1 CD10型电磁操动机构控制接线

YO—合闸线圈 YR—分闸线圈 FU1～FU4—熔断器 QF₁、QF₂—辅助开关触点 KM—直流接触器 HG—分闸信号灯 HR一合闸信号灯 SA—控制开关 WF—闪光小母线

3）“合闸”位置。SA开关再顺时针转动45°至“合闸”位置时，SA（5—8）接点接通，R及HG被短接，KM启动，其通路如下：+WC→FU₁→SA（5—8）→QF₁→KM→FU₂→-WC。合闸接触器KM的两对带灭弧的常开触头闭合，启动合闸线圈YO，断路器合闸，其回路如下：+WCL→FU₃→KM触头→YO→KM触头→FU₄→-WCL。断路器常闭辅助接点QF₁打开，常开辅助接点QF₂闭合。

4）“合闸后”位置。SA在合闸位置稍做停顿松手后，手柄回复至垂直位置，即“合闸后”位置时，其通路如下：+WC→FU₁→SA（16-13）→R→HR→QF₂→YR→FU₂→-WC。此时，红灯亮，指示出断路器在合闸位置，同时监视了分闸回路的完好性。但是由于R和HR的串联，YR不启动。

5）“预备分闸”位置。将SA逆时针转动90°至水平位置，其15和14接通，红灯回路仍然接通，HR亮，此时接通闪光电路，发出红色灯闪光，并发出预备分闸信号，但YR仍不启动，因回路中仍串有R及HR。

6）“分闸”位置。将SA开关再逆时针转动45°至“分闸”位置时，SA（6-7）接通，R与HR被短接，全部电压加至YR线圈上，其通路如下：+WC→FU₁→SA（6-7）→QF₂→YR→FU₂→-WC。此时，YR励磁，断路器分闸，其辅助常开接点QF₂打开，辅助常闭接点QF₁闭合，松开手柄，SA回复至“分闸后”位置，绿灯HG亮。

7）事故跳闸。继电保护动作，断路器事故跳闸时，SA手柄仍在“合闸后”位置，其通路如下：+WF→SA（9-12）→R→HG→QF₁→KM→FU₂→-WC。此时HG闪光（接闪光母线+WF时），表示事故跳闸。

3.运行与维修要点

①操动机构投入运行前，应对转动摩擦部位涂润滑油。

②运行中经常检查各部螺钉有无松动。

③经常检查辅助开关的接点有无烧蚀磨损的现象。一经发现应及时修理或更换。

④长期运行后应检查轴与掣子间隙是否符合要求，否则应予调整。

⑤当利用操动机构合闸时，铁芯顶杆未能顶住滚轮上升或途中滚轮滑落，没有完成合闸运作。这是由于螺钉位置太高或太低所致。这时应调整螺钉的高度，以使其可靠合闸。

⑥操动机构长期运行后，有可能出现在额定电压的上限合闸、下限分闸不成功的现象，这时亦调整螺钉的位置高低。

⑦操动机构出现“跳跃”现象时，其原因如下。

a.合闸线圈被辅助开关过早地切断电源。这时，应调整辅助开关的拉杆长度，使辅助开关接点在断路器动、静触头闭合后断开。

b.掣子在分闸后不能迅速复位。这时，应检查掣子的灵活性或有无异物卡住。

c.合闸终止时，轴与掣子间隙调整不当。这时，应检查调整。

⑧经过拆卸、检修的操动机构应按安装调试步骤检查，合格后方可投入运行。

⑨电磁操动机构的巡视检查项目如下：

a.机构箱门平整、开启灵活、关闭紧密。

b.检查分、合闸线圈及合闸接触器线圈无冒烟异味。

c.直流电源回路接线端子无松脱、无铜绿或锈蚀。