一、弹簧操动机构特点
弹簧操动机构是一种以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹簧储能借助电动机通过减速装置来完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。开断时，锁扣借助磁力脱扣，弹簧释放能量，经过机械传递单元驱使触头运动。
弹簧操动机构主要特点有以下几方面：
（1）不需要大功率的储能源，紧急情况下也可手动储能。所以其独立性和适应性强，可在各种场合使用。
（2）根据需要可构成不同合闸功能的操动机构，这样可以配用于10～220kV各电压等级的断路器中。
（3）弹簧操动机构动作时间不受天气变化和电压变化的影响，保证了合闸性能的可靠性，工作比较稳定，合闸速度较快，且动作时间和工作行程比较短，运行维护也比较简单。
（4）结构比较复杂，机械加工工艺要求比较高。合闸操作时冲击力较大，要求有较好的缓冲装置。
二、弹簧操动机构合闸储能弹簧的形式
弹簧操动机构的合闸储能弹簧主要有3种形式。
（1）压簧。压簧在缠绕时，各圈之间应预留一定间隙，工作时主要受压力作用。弹簧两端的几圈称支承圈或称死圈。这种弹簧也称螺旋弹簧。
（2）拉簧。拉簧采用密绕而成，各圈之间不留间隙。弹簧两端一般采取加工成挂钩或采用螺纹拧入式接头。当采用拧入式接头时，凡是接头拧入的圈数都称死圈。死圈一般不得少于3圈。拉簧也称为螺旋卷簧。
（3）扭簧。要制造储存能量大的扭簧，加工比较困难，所以目前国产弹簧操动机构还未采用过这种形式，但国外产品已大量采用。这种弹簧也称为碟形弹簧。
图5-11 合闸弹簧的弹簧形式(www.xing528.com)
（a）螺旋弹簧；（b）螺旋卷簧；（c）碟形弹簧
图5-11所示为合闸弹簧3种形式的示意图。它们分别配置在不同的断路器上。例如，可同液压操动机构配合，作为液压操动机构的合闸储能部件。
弹簧操动机构的分闸则由专门的分闸弹簧完成。类似电磁式操动机构。分闸速度的调整靠分闸弹簧的压缩或拉伸来实现。
三、弹簧操动机构的形式
弹簧操动机构随着自能式断路器的问世应运而生。这种机构结构小巧，操作灵活，无漏油和漏气之虑，可靠性高。
弹簧操动机构主要用于自能式SF6断路器。弹簧操动机构可分为两类：一类为夹板式结构；另一类为整体铸铝壳体式结构。夹板式结构如AEG公司的机构和国内CT24型机构。它为双夹板，结构扁平，机构本身不带分闸弹簧，分闸弹簧在断路器内。整体式结构如西门子、ABB、三菱等公司及国内相应的机构。整体铸铝壳体式结构紧凑且耐腐蚀，机构本身带分、合闸弹簧。这两种操动机构在国内自能式断路器中均有使用。弹簧操动机构本身也在不断改进，如阿尔斯通公司已经开发出第三代弹簧操动机构，其表现在减少了操作时的动态冲击力和传输时的无功消耗及零件数。
常用的CT型弹簧操动机构结构原理如图5-12所示。
图5-12 常用的CT型弹簧操动机构结构原理
1—减速器；2—合闸弹簧；3—齿轮；4—三角形杠杆；5—电动机；6—手摇把；7—分闸缓冲器；8—合闸缓冲器；9—连杆；10—分闸电磁铁；11—合闸电磁铁；12—分闸弹簧；13—合闸挚子；14—辅助开关；15—分闸锁扣；16—主轴；17—绝缘拉杆；18—转向拉杆；19—万向接头；20—真空灭弧室
图5-13所示为自能式（压气+热膨胀）断路器中所采用的弹簧操动机构结构示意。图5-13（a）所示为分闸位置，分、合闸弹簧均未储能，储能时首先由储能电动机驱动棘爪轴13，使两棘爪14交替运动，推动棘轮11沿顺时针方向转动，随着棘轮转动合闸弹簧7被压缩，当棘轮转动80°后，合闸弹簧被压缩至最大压缩量，A销被分闸保持掣子6锁定，从而完成了合闸储能，到达图5-13（b）所示位置。合闸操作时，合闸电磁铁5的铁芯撞击合闸触发器4，使分闸保持掣子与A销脱扣，棘轮在合闸弹簧的作用下，通过主轴15带动凸轮10顺时针方向转动，凸轮通过滚轮16使拐臂12沿逆时针方向转动，通过传动系统带动触点合闸，同时压缩分闸弹簧，当合闸到位时，分闸储能也同时完成，如图5-13（c）所示，拐臂上的B销被合闸保持掣子1锁定，从完成合闸操作。一般情况下，合闸操作完成后，储能电动机会立即起动，再次进行合闸储能，为下一次合闸或重合闸做准备，再次储能后的位置如图5-13（d）所示。
图5-13 自能式断路器中采用的弹簧操动机构结构示意图
（a）分闸位置（分闸弹簧已储能）；（b）分闸位置（合闸弹簧已储能）；（c）合闸位置（分闸弹簧已储能，合闸弹簧未储能）；（d）合闸位置（分、合闸弹簧均储能）
1—合闸保持掣子；2—分闸触发器；3—分闸电磁铁；4—合闸触发器；5—合闸电磁铁；6—分闸保持掣子；7—合闸弹簧；8—油缓冲器；9—分闸弹簧；10—凸轮；11—棘轮；12—拐臂；13—棘爪轴；14—棘爪；15—主轴；16—滚轮
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