1　断路器与机构传动方式配合

　　今朝，国内外生产的永磁机构（双稳态）动铁心行程（即动铁心与磁轭之间气隙）都比力小（凡是不年夜于25mm），远小于常规电磁、弹簧、液压和空压操念头构的行程。是以，今朝它还只能配用在触头行程较小的中压真空断路器上。

　　若是单从知足断路器行程方面要求，可以经由过程放年夜传念头构的输出行程，知足年夜行程断路器要求。可是，今朝国内外生产的永磁机构的分、合闸力也较小，凡是在2000～4000N，年夜也不年夜于6000N。在将它与断路器配用中，往往只能哄骗传念头构的行程缩小、作用力放年夜，而不能哄骗行程放年夜、作用力缩小的功能。

　　12kV真空灭弧室的触头开距一般约为10mm，当触头弹簧直接设在动触杆上，超程约3mm时，真空灭弧室要求行程（触头开距加超程）为13mm左右。若是选用行程为25mm的永磁机构，就需设计中心传念头构使行程匹配，而且在设计传动比时必需斟酌行程损失身分。

　　40.5kV真空灭弧室触头要求行程约25mm（开距约20mm，超程约4.5mm），正好与行程为25mm的永磁机构相匹配，可采用操念头构与真空灭弧室动触杆同轴毗连的传动方式。这样不仅可以削减行程损失，而且有益于抑制合闸弹跳。

2　永磁机构分、合闸状态连结力的选择

　　永磁机构结构简单，动作靠得住性高，无需合分闸位置机械连结和脱机装配，它是由磁铁发生的吸力使断路器连结在分、合闸位置[1]。

　　真空断路器要求一定的触头接触压力，是以，永磁机构的吸力不仅要能克服触头弹簧的反作用力和其他反力，而且还必需具有足够的合闸位置有用连结力，避免遭到外界可能身分作用下（机械震动、电动力等）泛起自动误分闸。该连结力的年夜小不仅决议了断路器合闸连结性能，而且还决议了分闸功及分闸速度等重要参数。

　　凭据实验得出合闸有用连结力:当开断电流为20kA及以下者，宜选择在500～700N；开断电流为31.5kA及以上者，宜选择在700～1000N。

　　由于双线圈永磁机构不需要装设全行程的分闸弹簧，操念头构只需要不太年夜的连结力就可以使断路器靠得住地连结在分闸状态。斟酌永磁机构必需有足够年夜的合闸功才能保证断路用具有足够的关合能力。所以，永磁机构的分闸连结力也不能太小。凭据实验得出永磁机构的分闸有用连结力宜选择在2000～3000N。

　　永磁机构的磁铁回路凡是是按吸力要求年夜的一侧（合闸侧）设计的，而另外一侧必需接纳减小其吸力的措施，在动铁心与磁轭吸合面之间加隔磁片及减小其有用吸合面积；在分闸侧装设短程弹簧抵消一部门分闸连结力，才能同时知足断路器分、合闸的特征要求。

3　断路器与永磁机构分、合闸功的选配

　　配用永磁机构的真空断路器所需要的合闸功如图1中的oabcde阴影部门面积。从合闸肇端位置至触头刚闭合位置所需要的合闸力较小，一旦触头弹簧起头压缩，所需要的合闸力突然增年夜。abcd是断路器需要的合闸力特征。

　　它所输出的合闸功如图1中的ofge阴影部门面积；曲线A为机构磁铁发生的合闸，B为合闸电磁铁发生的合闸力，C为A和B两方面力合成后的总合闸力输出特征。

　　真空断路器与永磁机构两者理想的合闸配合，不仅要求C始终高于abcd曲线，而且还要求ofge的面积适当年夜于oabcde的面积。

　　配用永磁机构的真空断路器所需要的分闸功为图2中oabc阴影部门的面积，它主要由断路器可动部门质量和真空灭弧室触头额定反力所组成，呈平均上升分闸力曲线，如图2中的ab曲线。释放出的分闸功如图2中的ofgh的阴影部门面积。

　　永磁机构分闸操作时输出的分闸功如图2中的odec阴影部门面积。曲线A为触头弹簧发生的分闸力，曲线B为操念头构磁铁发生的分闸力，曲线C为分闸电磁铁发生的分闸力，D是A、B、C合成后的总分闸力输出特征曲线。

　　真空断路器与永磁机构两者理想的分闸配合，不仅要求曲线D能够始终高于曲线ab，使断路器能够完成份闸操作，而且还要求odec面积适当年夜于oabc面积。

4　若何获得理想的分、合闸速度特征

　　永磁机构驱动真空断路器进行分、合闸操作的工作原理如图3所示。分闸或合闸线圈从a点起头通电，线圈中电流经激磁时间t上升到年夜值，b点为操念头构动铁心起头运动，驱动断路器分闸或合闸，线圈中电流下降到c点，断路器分闸或合闸终了，线圈中电流又起头上升，直至电源被切断，断路器完成份闸或合闸操作。

　　实验讲明，当操念头构的分闸或合闸电磁铁回路结构、尺寸和外形，磁回路工作气隙，线圈的安匝数肯定后，电流上升陡度已肯定，电流i值就取决于激磁时间t的长短，激磁时间愈长，电流愈年夜，操念头构输出的分闸或合闸功就愈年夜，断路器的分闸或合闸速度也愈快，反之亦然。同时，断路器处于合闸或分闸状态时永磁机构必需提供合适的有用连结力。在凡是情况下，有用连结力愈年夜，激磁时间愈长，电流也愈年夜。

　　由于在分闸静态位置的有用连结力总是要比在合闸静态位置的有用连结力年夜得多（由于触头弹簧压力抵消了年夜部门合闸侧自连结力），若是不接纳措施，断路器的合闸速度会偏年夜。

　　凭据现实工作经验，获得理想的分、合闸速度特征（不仅分、合闸速度在划定值，而且分闸速度不会泛起较着的马鞍形）具有很年夜难度。接纳措施后才能获得相对理想的分、合闸速度特征（分闸速度仍有点呈马鞍形）。

　　提高永磁操念头构的分闸输出功是一个难以解决的问题，今朝也只有将额定短路开断电流较年夜的真空断路器，每相配一台操念头构，解决提高永磁机构分闸输出功而不使外形尺寸增年夜的难题，但这毫无疑问使得断路器结构复杂、调试坚苦和产物成本增加。

　　断路器传动部件（包括传动杆、触头弹簧装配、导电夹、真空灭弧室可动部门等）的质量年夜小，对断路器分、合闸速度都有分歧水平影响，在分、合闸操作进程中可动部件的惯性较着地起到了阻止运动的作用，即不管对分闸仍是对合闸都起负作用。是以，在设计传动部件时应尽量优化结构和减轻部件质量。

　　电源电压的下降对断路器的分、合闸速度影响远小于常规电磁操念头构，这是由于永磁机构在操作进程中，当电流未上升到一定值，电磁力还没有克服磁铁发生的有用连结力时，操念头构的动铁心基本不会运动。是以，电源电压虽然下降了，但只会使激磁时间延长，而不会使电流较着减小，操念头构输出的分闸或合闸功不会较着减小。

　　例如，对某型真空断路器进行低电压操作实验，当电源电压下降至额定电压的80时，断路器速度下降小于10，电源电压下降至额定电压65时，断路器速度下降小于20。

　　分闸速度泛起严重马鞍形，除前述缘由外，还与断路器不装设全行程的分闸弹簧有关。断路器在分闸进程中，当触头弹簧释放竣事后，操念头构的动铁心又还没有越过中心位置，磁铁回路的吸力仍是指向合闸标的目的，阻止铁心分闸运动，此时分闸速度就会较着下降；当动铁心越过中心位置，磁铁吸力指向分闸标的目的，使铁心加速分闸，分闸速度上升。

　　当ZW□-40.5/2000-31.5断路器的触头弹簧超程调整在3mm（弹簧终压力为3200N）时测得的分闸速度特征。虽然断路器全开距内平均速度合适技术条件要求，但在6～9mm行程段（相当于操念头构可动铁心行程处在9～12mm行程段）内速度较着下降，从10mm起头速度较着上升（相当于操念头构可动铁心行程13mm），分闸速度显现严重的马鞍形，显然这对断路器开断性能晦气。

　　当ZW□-40.5/2000-3.15断路器的触头弹簧超程调整到4.5mm时（弹簧的终压力仍为3200N）的分闸速度特征，分闸速度的马鞍形较着减小，说明在一定条件下适当增年夜触头弹簧超程可以有用地调整分闸速度特征。

　　当触头弹簧超程为3mm与4.5mm，它们对分闸所做的功显然纷歧样，后者所做的功要比前者所做的功年夜40，使运动部门获得更高的运动能量，正好使断路器在分闸进程6～9mm开距段的分闸功不足获得了弥补，速度不再较着下降。但必需指出，断路器的触头弹簧超程也不能设计太年夜，否则永磁操念头构输出的行程就知足不了真空断路器触头开距的要求。原则上超程占到操念头构动铁心行程的20左右为好，当铁心行程为25mm，并接纳直动式传动触头，超程在4.5±0.5mm为好。

　　实验成效说明，适当增年夜超程不仅可以减小断路器在分闸进程中速度的下降幅度，而且有益于减小合闸冲击力。

5　真空断路器分、合闸时间简直定

　　配用永磁机构的真空断路器分闸时间凡是可到达30ms（激磁时间25ms加触头超程运动时间5ms）左右，从12～40.5kV配电网络要求动身，无需断路用具有这么短的分闸时间，凡是具有50ms分闸时间就足够了。

　　当断路器分闸时间偏短时，很难在断路器或操念头构上接纳延长分闸时间的措施，凡是只有在分闸操作回路出口处增装延时继电器，使断路器分闸时间延长到50ms左右，断路器的合闸时间凡是在40～45ms（激磁时间30～35ms加触头开距运动时间15～20ms）。12～40.5kV中压断路用具有这么短的合闸时间也是少见的。合闸时间短一些对断路器和电力系统都没有什么负面作用，无需接纳措施将其延长。

　　电源电压的下降对断路器的分、合闸时间影响很年夜，由于电源电压低，激磁时间就长。例如，

　　ZW□-12/630-20真空断路器，额定电压操作时分、合闸时间划分为30ms和48ms；当分闸电压为额定电压的65时，分闸时间增加到40ms；当合闸电压为额定电压80时，合闸时间增加到64ms。是以，在测试断路器分、合闸时间时必需采用额定电压。

6　断路器的分、合闸缓冲性能

　　由于分、合闸操作进程中末速度都比力年夜（参见图4和图5），机械冲击力很年夜，对断路器的机械寿命极为晦气。

　　（1）分闸缓冲装配好是直接设置在动铁心顶杆与基座箱之间，不仅结构简单、而且缓冲效果好。缓冲装配可采用碟形弹簧组成，操念头构处在分闸静态位置，碟形弹簧压缩约1mm，终压力可选择在800～1000N。碟形弹簧的终压力反作用到动铁心上，一方面使操念头构分闸连结力减小，另外一方面在分闸接近终了位置吸收残剩动能，起到缓冲作用。

　　（2）真空断路器的触头弹簧在合闸进程中可以起到缓冲作用，只要触头弹簧参数设计合理，无需另外装设合闸缓冲装配。