本文由电力专家联盟整理发布！

电力人技术俱乐部：

电力安装施工联盟群：

电力人物资采购联盟群：

电力人电力新能源联盟：

申请格式：城市名称-公司名称(电气工程师行业职称)

立项背景：

随着铁路公司运力的不断攀升，牵引供电设备的故障率也随之增加，ZN-27.5KV型真空断路器作为开、负载和开断故障电流的专用开关，其故障频率更高。尤其是在带有机械闭锁结点的断路器，由于机械闭锁不到位经常性导致开关拒动，增加了设备的频繁检修和故障时间。鉴于这种情况，牵引变决定对这类情况进行批量改造，增加铁路不间断供电的可靠性。

一、ZN-27.5kv户内单相交流真空断路器：

1主要用途及使用范围

1.1适用于单相交流50HZ，额定电压27.5kv级的电气化铁路供电系统，作为开、合负载和开断故障电流的专用开关。既可单独安装于网栅格间隔内，也可装入XYN-27.5开关柜中。操作机构为弹簧储能式，可用交、直流操作，亦可手动操作。

1.2执行国家标准GB-《交流高压断路器》，JB-《电气化铁道用断路器技术条件》，TB-《27.5kv户内单相真空断路器技术条件》。

2正常使用条件

2.1周围空气温度：上限+40℃下限-15℃2.2海拔：m以下2.3相对湿度日平均不大于95%；月平均不大于90%2.4没有火灾，爆炸危险，严重污秽（污秽等级不超过II级），化学腐蚀及剧烈震动的场所。图1断路器总体结构图

二、灭弧室结构和灭弧原理

1灭弧室结构图见图2，上、下触头分别焊接在静、动导电杆上，静导电杆固定于上法兰盘上，东导电杆通过波纹管与下法兰相连，灭弧室系由一金属圆筒与两个瓷管组成，触头被罩在灭弧室的钢件壳体内，在正常使用过程中，灭弧室的真空度一般在1.33×10-3以上。

2灭弧原理：

在高真空中，由于气体分子的平均自由行程很大，气体分子极不易产生游离，故其绝缘强度要比大气中的绝缘强度高的多。当开关分闸时，触头间产生电弧，触头表面在高温下挥发出金属蒸汽，由于触头设计为特殊结构，在电流通过时产生一磁场，电弧在此磁场的作用下，沿触头表面切线方向快速移动，从而拉长电弧，使其快速冷却，并在电弧电流过零时熄灭。图2灭弧室结构示意图

三、操动机构

操动机构主要由弹簧储能机构、锁定机构、分闸弹簧、开关主轴、缓冲器及控制装置组成。1.储能机构主体是一个外壳为铸铝的减速箱。减速箱内装有两级蜗轮蜗杆，储能轴横穿减速箱中，与蜗轮蜗杆无机械连接，储能轴上套一轴套，此轴套用键连在大蜗轮上，轴套上有一轴销，上面装一棘爪，在储能的右端装有一凸轮，凸轮上面有一缺口，棘爪通过此缺口来带动凸轮转动。在储能轴的左端装有一曲柄，合闸弹簧一端挂在此曲柄上。减速箱的轴销上装有一个三角形的杠杆，由三角形杠杆、连杆和开关主轴上的拐臂组成一四连杆机构，凸轮将合闸弹簧的能量通过该四连杆机构传递给开关主轴。凸轮件轴销上还装一滚针轴承，可锁住合闸掣子，作储能保持用。

在开关主轴的拐臂上装有分闸弹簧。主轴上还有两对拐臂，一对作用在油缓冲上，另一对上装一滚针轴承，作为锁住分闸掣子用。

2.操作

储能过程：电机通电后起动，经二级蜗杆减速，将运动转动至第二级蜗轮上，再通过轴套、棘爪来驱动储能轴转动，从而合闸弹簧被拉伸而储能，当储能轴右端的拐臂过了最高点后，合闸掣子将凸轮定位件锁住，以备合闸。同时通过拉杆将行程开关切换，电机断电，储能过程结束，手动储能时，将手把插入变速箱的孔中，顺时针摇约25转，机构即可储上能。

合闸过程：当合闸电磁铁接到信号后，铁芯将撞击合闸掣子，凸轮定位的约束被解除，合闸弹簧通过凸轮和俩组四连杆机构传到动导电杆上，从而使动导电杆往上运动，实现开关合闸。同时，分闸掣子将扣住主轴上的拐臂，使开关处于合闸状态；拉杆将辅助开关切换，使合闸回路切断，分闸回路接通。断路器合闸结束。在合闸过程中，触头压力弹簧和分闸弹簧被储上能量，为分闸做好准备。手动合闸则直接按钮就可使凸轮定位件的约束解除，从而使断路器合闸。

分闸过程：当分闸电磁铁接到分闸信号以后，其铁芯撞击分闸掣子，使其脱扣。在分闸弹簧和触头压力弹簧的作用下，使主轴反向转动，从而带动导电杆乡下运动，实现断路器分闸。手动分闸则直接按分闸按钮就可分闸掣子脱扣，从而实现断路器分闸。

3.推进、联锁机构

本断路器的推进、联锁机构如图2所示。如果要推进或移出手车，必须先使断路器处于分闸状态，然后将手柄提至最高位置并锁定。需要注意是：

（1）如要推进或移出手车，须首先使断路器分闸：（2）手车推进到位后，将联锁杆手柄降至最低位置。然后断路器才能合闸；（3）联锁杆手柄处在高位置与最低位置之间，断路器不能进行分合闸操作，只有连锁杆手柄在最低位置时，断路器才能进行正常操作。经过多次的数据监测、测试结果显示，牵引变电所采用的西开公司生产的ZN-27.5kv户内真空断路器机械闭锁连杆存在设计缺陷，经常性的出现断路器小车已经推进到位，但是机械闭锁处于锁定状态，导致断路器无法正常工作。为解决这一根本问题，牵引变电所积极联系厂家反馈问题所在，反复多次调试、更换相关部件、精确记录运行中的各种数据，对比参数，找出影响力率的各种因素，其主要表现在如下几方面：

（1）机械闭锁本身结构性不完善，容易发生本身机械卡滞现象；（2）要求的施工安装条件比较苛刻；（3）闭锁连杆伸缩度很难适应现场的长度，不能无极伸缩，不灵活2、改进措施经过多次的反复的查找各种资料、联系厂家技术人员沟通试验，最后，确定了如下的改进措施：（1）根据牵引变电所现场设备运行模式，在厂家的指导下，拆除了机械闭锁连杆。（2）在保证设备安全稳定运行的前提下，结合内部结构图对与该机械闭锁连杆有电路连接的S1借点进行短接处理，使其长期处于闭合状态，即：使小车始终处于机械合状态。

四、改进后的效果及经济效益对比

通过以上措施的实施，某铁路公司在电力机车密度、速度和牵引重量增加的情况下，牵引负荷趋于稳定，对于试验的2台断路器，经过1.5年的试验，从来未发生过卡滞现象。

从年1月改造之前平均每一个半月的就会发生两次/台常用设备卡滞。自改造之后，作为试验项目的A、B断路器从未发生过因机械闭锁导致中断供电的现象

?分享朋友圈一起涨知识！

声明：

致敬：向本文原创者致以崇高敬意！

投稿、建言、推广请发至

「