摘要：机械式操动机构在高压开关设备中主要体现在弹簧、液压、碟簧，这三项操动机构在应对断路器正常工作中的分合闸操作绰绰有余，拥有单一的特性曲线是这项工作的鲜明特征，导致在实践应用中存在较大的局限，即无法动作特性的调整不会随着参数的实时调整而发生更改，难以支撑起电网工作，因此需要在操作结构的动态上下功夫，应当调整新的参数以适应新机型。
关键词：断路器；动态特性
1 真空断路器操动机构的基本结构
用于本文研究的断路器参数设定为额定电压126kV、额定短路电流40kA、断路器构造为真空瓷柱式。钢槽底座平台上支撑着断路器，这个底座与室内地基间通过通孔钢板连接，保持了底座稳定性，在槽钢轨道的内部安放着电机操动机构。
本文选取的断路器电机操动机构由控制系统、驱动电机、传动机构和断路器组成，法兰盘、拐臂、传动连杆和绝缘拉杆五个构件组成了传动机构。操动机构正常工作程序为:首先发出分合指令，由驱动电机控制器完成，之后电机开始运转，传动机工作，在传动机作用下绝缘拉杆进行直线运动、触头做上下运动。在电机的正常运转中，电机位置是换向位置时系统会自动监测识别，进而发出指令使电机导通相序做出更改，保证设备能够在同一个方向上不停的运转，使转子保持旋转运动，并依托传动机构实现对灭弧室中触头的上下直线运动，从而保证分、合闸操作的顺利进行。运转时传动机构五个构件并不是全部运动，只有主轴未参加运动，且在灭弧室中参加运动的只有动触头，为实现动作机构部件的整体性，提高机械运行中的可控与可靠性，将机械部件的数量进行简化，由200多个削减成50个左右。
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2 真空断路器的动态特性分析
真空断路器正常运转工作中活动过程可简化为开距与超程，电机在这两个过程中转过的角度是68°，在结构运转的开合闸过程中会有机械碰撞产生，碰撞由两个动静触头接触导致，这个碰撞过程会产生极大的机械碰撞力，进而导致杆件与接触件发生弯曲，巨大的碰撞力作用下将触件弹起。负载闭合时发生的触点弹跳动作将引发位于触点与拉弧的熔焊现象。这一过程的优化步骤建立在触点不发生反弹的前提下，还可对伺服系统进行指导与优化的操作。开距阶段断路器动触头运动60mm，现将断路器动触头开距阶段进行分段控制，使断路器动触头速度在刚合位置速度为零，其断路器开距分段设计如表2。
表2 真空断路器开距分段设计表.
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3 真空断路器触头速度特性分析
加速度反映了动触头在运动过程中速度增加的量，运动过程通过速度数据反应呈现。假设动触头在运动过程中的初始速度是0，随后进行匀加速直线运动，每个阶段都是此种运动状态，那么运动过程符合公式(4)(5)，式中分别表述每一个运动阶段，v为末速度，v0为初始速度，a为加速度，t为时间，s为距离。
加速度并不为0且从初始位置始其数值就很大，意味着速度增加的速度很快，在开距阶段开始后最大速度为1.92m/s，此时触头已经运动了30mm，触头并未完成合闸，因此会继续保持向上运动的状态，加速度逐渐减小变为负数，动触头在运动，运行距离60mm，速度0m/s。
5 真空断路器负载反力分析
断路器的分合操作进行有力的要求，即输出力大于负载力。负载力主要组成为:自闭力由灭弧室内部结构产生，其中三个压缩弹簧会产生力，构件在运动中会产生摩擦力。运动部件的重力方向与从灭弧室中产生的自闭力存在180°的夹角，两个力间的合力用FB1表示，Fspr表述为触头弹簧产生的力，k表示弹簧的弹性系数，F0表示触头弹簧的预压力。设备开距阶段中只有重力与灭弧室的自闭力作用于机构，超程过程发生在刚合点之后，弹簧力、重力、自闭力同时作用于机构。等效负载反力在开距过程中计算关系见式(6)，等效负载反力在超程过程中的计算关系见式(7)。
根据力的作用与计算原理，上述公式的计算结果运用到驱动电机主轴上以便获得等效负载出力数值。
在刚和点处出现了最大负载反力，数值为1580N，当转动角度不断更改过程中，负触头运动在负载反力作用下运动，所需负载反力变小，全部合闸完成后拐臂与传动连杆与拐臂之间的形成了180°的角度，出力为0，继续保持合闸0。
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