高压断路器的运行结构有哪些？

1.开关操作机构的分类

        目前我们遇到的开关一般分为很多类型，比如富油型(老款，现在基本看不到了)、贫油型(部分用户站还有)、SF6、真空、GIS(组合电器)等等。这些都是关于开关的灭弧介质。对我们来说，开关的操作机制是密切相关的。

        机构类型可分为电磁操动机构(比较老，一般在油多或油少的情况下使用断路器)；弹簧操动机构(目前最常见，SF6、真空和GIS一般都装有这种机构)；最近ABB推出了新的永磁操作机构(如VM1 vacuum 断路器)。

2.电磁操作机构

        电磁操动机构完全依靠流过合闸线圈的合闸电流产生的电磁吸力来闭合和压紧脱扣弹簧，脱扣弹簧主要用于脱扣时提供能量。所以这类操作机构的跳闸电流很小，但合闸电流很大，瞬间可达一百多安培。

        这就是为什么变电站的DC系统要开关母线来控制母线。闭合母线提供开关电源，控制母线向控制电路供电。

        合闸母线直接挂在电池组上，合闸母线电压就是电池组的电压(一般240V左右)。闭合时利用电池放电效应瞬间提供大电流，同时闭合时电压急剧下降。而控制母线通过硅链连接降压、合闸母线(一般控制在220V)，控制母线的电压稳定性在合闸时不会受到影响。由于电磁操动机构的合闸电流很大，保护合闸回路不是直接接在合闸线圈上，而是接在合闸接触器上。跳闸电路直接连接到跳闸线圈。

        合闸接触器线圈一般为电压型，电阻较大(通常为几千欧)。配合这种电路保护时，要注意合闸一般不能启动。不过，这也不是什么大问题。保持行程的TBJ一般都能启动，所以防跳功能还是有的。这种机构的闭合时间长(120ms~200ms)，断开时间短(60~80ms)。

3.弹簧操作机构

        这类机构是目前最常用的机构，它的接通和断开都依靠弹簧提供能量。脱扣线圈只提供拔出弹簧定位销的能量，所以脱扣电流一般很小。弹簧通过储能电机压缩弹簧来储存能量。

        对于弹性操作机构来说，合闸母线主要是给储能电机供电，电流不大，所以合闸母线和控制母线没有太大区别。一般在保护和配合它的时候没有什么特别需要注意的。

4.永磁操作机构

        永磁操动机构是ABB应用于国内市场的一种机构，最早应用于其VM1 10kV真空断路器。其原理类似于电磁式。驱动轴由永磁体制成，永磁体周围有电磁线圈。

        正常情况下，电磁线圈是不带电的。当开关要断开或闭合时，磁性吸引或排斥的原理用于通过改变线圈的极性来驱动断开或闭合。

        虽然这个电流不小，但是开关通过一个大容量的电容“储存能量”，电容放电提供工作时的大电流。这种机构具有体积小、传动机械零件少的优点，因此其可靠性优于弹性机构。

        配合我们的保护装置，我们的跳闸电路驱动一个高阻固态继电器，实际上只需要我们给它提供一个动作脉冲。所以对于这个开关，保持电路肯定不会启动，保护的防跳也不会启动(机构本身有防跳)。

        但需要注意的是，由于固态继电器的工作电压较高，常规设计TW负极电路和合闸电路是连在一起的，不会导致固态继电器动作，但可能会导致位置继电器因为分压过大而无法启动。这种情况在现场也遇到过，具体的分析和处理过程可以在本文的调试案例部分找到，有详细的描述。

        国内也有永磁操动机构的产品，但过去质量一直不太好。近几年质量提高后，逐渐推向市场。考虑到成本，国产永磁机构一般不装电容，电流直接由合闸母线提供。我们的操作机构驱动通断接触器(一般为电流选择)，一般可以启动保持和防跳。

5.FS型“开关”及其他

        上面我们说的是断路器(俗称开关)，但是在电厂建设过程中可能会遇到用户所说的FS开关。FS其实就是负荷开关+快速熔断器的缩写。

        由于德力西开关价格昂贵，为了节省成本，采用了这种FS电路。正常电流由负荷开关切断，故障时由快速熔断器切断电流。

        这种电路在电厂6kV厂用电系统中很常见。配合这种电路保护，往往要求当故障电流大于负荷开关允许的分断电流时，禁止跳闸或延时，以便快速熔断器切断电流。一些发电厂用户可能不想保护保持电路。

        由于开关质量差，辅助触点可能不到位，而一旦启动保持回路，必须通过断路器辅助触点打开才能返回，否则跳闸电流会加到跳闸回路中，直至烧坏线圈。

        分合闸线圈按短时通电设计，长时间施加电流容易烧坏。而且我们肯定要有保持电路，不然很容易烧坏保护触点。

        当然，如果现场用户坚持，也可以去掉保持电路。一般一个简单的方法就是切断闭锁继电器的常开触点与电路板上的正控制母线之间的连接。

        在调试现场，必须注意，如果开关打开和关闭，位置指示灯将全部熄灭。(若排除弹簧不储能，面板显示弹簧不储能报警)，必须立即关闭控制电源，防止开关线圈烧毁。这是一个基本原则，在现场要牢记。