真空斷路器由于采用了真空滅弧技術(shù)，并具有不污染環(huán)境、操動機(jī)構(gòu)功率小、使用壽命長和安全可靠以及維護(hù)方便等優(yōu)點，使用廣泛。

分、合閘彈簧及其放置位置對斷路器總體方案設(shè)計的影響

真空斷路器總體方案的確定，除了要確定真空滅弧室的相互位置外，更主要的是要確定選用幾個操動機(jī)構(gòu)，這取決于分、合閘彈簧的參數(shù)和放置位置．

分閘彈簧參數(shù)的確定

在設(shè)計機(jī)構(gòu)時，要根據(jù)要求的分閘速度和分閘時間配置分閘彈簧．確定分閘彈簧參數(shù)的依據(jù)是機(jī)構(gòu)要求的分閘特性曲線，即觸頭運(yùn)動速度和位移之間的關(guān)系曲線．具體方法是：根據(jù)計算的分閘彈簧等效力結(jié)果，初選分閘彈簧．然后核算動觸頭的分閘速度，檢查是否符合設(shè)計要求，即速度曲線是否滿足機(jī)構(gòu)要求的分閘特性曲線，平均分閘速度和分閘時間是否符合給定要求．如發(fā)現(xiàn)有較大的差異時，則應(yīng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整．

分閘彈簧宜放置在操動機(jī)構(gòu)運(yùn)動鏈的中間行程較大之處．分閘彈簧的放置方位應(yīng)使彈簧力的作用方向與力作用點的速度方向在分閘的整個過程中都趨于一致．

速度比是機(jī)構(gòu)位置的函數(shù)，其影響是不能忽略的．因此，在滿足機(jī)構(gòu)所要求的分閘特性的前提下，分閘彈簧的放置位置對分閘彈簧參數(shù)的影響是比較大的．

合閘彈簧參數(shù)的確定

彈簧操動機(jī)構(gòu)的負(fù)載特性曲線

所設(shè)計的彈簧操動機(jī)構(gòu)的負(fù)載特性曲線如下圖（等效阻力圖）所示．圖中曲線1表示分閘彈簧等效力；曲線2表示真空滅弧室自閉力；曲線3表示觸頭彈簧力．由圖可知，等效阻力在觸頭接觸前后有一個較大的躍變．

根據(jù)實測，1250A 31.5kA斷路器極柱作用于操動機(jī)構(gòu)的力有：

ü  每相真空負(fù)壓與波紋管拉力之和為21.64kgf,三相共計64.9kgf, 其值與合閘的阻力相反。

ü  每個分閘彈簧拉力為59.3kgf, 三相共計177.9kgf，為合閘的阻力，在合閘之前的預(yù)拉力每相為26.7kgf，三相共計80.1kgf；

ü  觸頭彈簧為碟簧組合，在從0至10mm之間受壓時不呈現(xiàn)阻力，在9至12mm區(qū)間接近線性增加，在12-13mm內(nèi)，阻力呈現(xiàn)極大的反彈力且基本穩(wěn)定，單個觸頭彈簧的值為3800N，三相共計11400N，折算為1163kgf, 為合閘時最大的阻力。

在彈簧操動機(jī)構(gòu)中，彈簧的輸出力曲線一般如下圖（等效阻力走向圖）中的曲線3所示．很明顯，它的輸出力曲線與等效阻力曲線(圖3中曲線1)的變化規(guī)律不一致，即不匹配．為了能夠可靠地合閘，在機(jī)構(gòu)的整個行程內(nèi)都要完全保證使等效驅(qū)動力大于等效阻力．較理想的等效輸出力特性曲線如圖中曲線2，它較為靠近等效阻力曲線，并能滿足要求．如果能找到一條類似曲線2這樣的曲線，就可以確定合閘彈簧;

為了確定合閘彈簧參數(shù)，首先應(yīng)確定其輸出力特性曲線

根據(jù)負(fù)載特性曲線選擇合適的輸出力曲線

根據(jù)斷路器對操動機(jī)構(gòu)合閘功能的要求，其輸出力特性應(yīng)符合下列條件：

ü  起始輸出力應(yīng)大于系統(tǒng)的起始阻力(兩者指等效到同一構(gòu)件上的等效力)，否則，運(yùn)動系統(tǒng)不能起動．

ü  輸出功必須大于斷路器所需的合閘功，否則，合閘不能到底．

ü  具有合適的輸出力特性，以獲得較好的合閘速度特性．

如果以合閘速度vh對運(yùn)動時間t的關(guān)系來表示合閘速度特性，要達(dá)到同樣的合閘速度，有3種不同的途徑，如下圖（不同的合閘速度特性曲線圖）所示．圖中3條曲線與橫坐標(biāo)軸間所包的面積相等(表示其觸頭開距相同)．曲線1表示等加速運(yùn)動．它達(dá)到vh的時間是t1；曲線2的起始加速度大，而后逐漸下降，以致達(dá)到速度vh時加速度已降得很?。@說明合閘力開始最大，而后減小，其時間t2比時間t1少．說明后種特性在合閘時間方面有優(yōu)越性，但在觸頭接觸時所能提供合閘力小，容易受到掣動．曲線3則不一樣，它的初始加速度不大，但不斷增大，到接近觸頭閉合時有所減小，這種特性兼有前兩種特性的優(yōu)點，其運(yùn)動時間t3比t1要小，而閉合時的合閘力比曲線2大．因此根據(jù)曲線3可以提出對輸出力的要求：即起動輸出力不大，起動后輸出力不斷增加，以至運(yùn)動后期達(dá)到一定速度之后，合閘力再緩慢減?。?/span>

 根據(jù)以上分析，可確定滿足合閘速度要求的輸出力特性曲線如下圖（等效輸出力、阻力曲線）所示．

來源：會說電氣