高压断路器电气与机械联动的可靠性比较
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摘要：高压断路器在电力系统中是非常重要的一个电气设备，是电力系统运行中的控制和保护设备，机械联动是电力系统运行过程中最重要的一道安全防线。不管是电气联动还是机械联动都是一种断路器的运行机构，用来控制电力系统的安全。这两种断电器的方法都有着不同，各有各的优势，不能够说哪一种的可靠性更强一点，需要根据情况具体分析，本文就浅谈高压断电器电气与机械联动的特点和优缺点，进行可靠性能的比较。
关键词：高压断电器;电气联动可靠性;机械联动可靠性;
在电力系统中，高压断电器顾名思义就是一种用来保护高压电路的一种装置，能够实现电路的开关和闭合。在遇到紧急情况是，断电器能够迅速切断离电流的流动，保护电力系统避免进一步的损失，甚至可以在一定程度上实现对其他备用电路的连通，大大提升了电力系统的安全指数，由此可见，高压断电器是非常重要的电气设备。那么作为高压断电器的两种联动方式，有必要进行研究，以更好的运用这两种联动方式。
一、高压断路器的作用
（1）保护作用
高压变电器最重要的作用就是保护，能够实现故障区域与非故障区域的隔离，保护了无安全事故的电气设备和电力系统的安全运行。高压断路器主要是和电力系统中的自动装置相结合，和保护装置互相配合，能够迅速识别故障区域，并切断电流流动，从而减少了因事故而发生的波及损失。
（2）控制作用
高压断路器另一个作用就是控制，能够有效提升电气设备的使用效率。它可以根据电力系统的运行情况，对电气设备进行启动或者停止，甚至是线路的启动和强制退出。虽然高压断路器不具备保护电流的作用，但它本身具备的速断和过流的功能就足以有效提升电力系统的运行效率和速度。
二、高压断路器的构成
高压断路器的主体是由导流、灭弧、绝缘和操作这几个部分构成。事实上我们对高压断路器常用的称呼叫高压开关，按照其操作性能又可以分为电动结构和手动机构，气动与液动机构以及最后的弹簧储能机构。灭弧是高压断路器重要的组成部分，如果按照灭弧的性能分布，可以分为以下几种：
油断路器：顾名思义就是灭弧的介质为变压器内部的油，油量的多少也是可以区分的类型。
真空断路器：这种断路器主要是通过真空的灭弧室，利用真空进行灭弧。
空气断路器：通过压缩的、高速的空气灭弧。
固体产期断路器：通过固体高温分解出来的气体灭弧。
六氟化硫断路器：惰性气体的特性不仅可以灭弧，还能够绝缘。
磁吹断路器：超强的电磁力迅速将电弧吸引并熄灭。
三、电气联动的可靠性解析
（1）高压断路器电气联动的运行
在三相电气联动方面，高压断路器的运行都是依托电气联动实现正常运行。电气联动的高压断路器结构一般是三个独立的操动机构，中间使用汇控箱联通，通过电气联动来实现三者之间的联系。各个部件的之间的输出轴和极柱相连，形成一个有机的整体。在电气联动的保护方面，采用的是三个独立机构的运行位置不同，电气联动就会启动高压断路器，切断电源。
（2）电气联动的故障性分析
电气联动的故障一般有着对绝缘击穿和高压断路器无法开启和闭合的这两种无法避开的故障，这是基于弹簧机构内部的故障所造成的。 断路器是电气联动核心的电气设备，它的操作和运行地非常频繁的，这就在成了很多的设备或系统上的故障。其中断路器无法正常工作是最严重的，断路器不能闭合和开启或者断路器能源供给不上都有可能造成断路器的故障，除此之外，断路器油性碳化或者断路器不正常的开启也是断路器故障的前兆。这几类的事故严重的情况下甚至会起火后者爆炸的严重事故。
（3）电气联动操作性故障
电气联动是基于对自动系统和自身随外界的情况判断，进而对保护机制下达指令切断电源。但这是理想情况，很多情况会出现对电力系统实际的运行状况判断出现错误，进而发挥错误的指令，从而随断路器造成损坏。断路器的开启和闭合都是需要时间的推进，所以在实际的工作运行中，断路器的开启和闭合的时间是非常精准的，而断路器的开启和闭合所进行的速度却不是精准的。这也就造成在电气联动的错误命令信息下达后，断路器在进行执行中会造成对冲，永久性的损害断路器的质量。
四、机械联动断路器的故障解析
（1）安装因素
机械联动相对于电气联动来说，其安装和运行都比较复杂，尤其是机械联动的安装，是非常困难的。机械联动需要考虑三极的平衡，还需要保证机械的运转误差，这就要求机械联动的安装非常有操作性。但是在实际的安装现场中，对于断路器的模具和尺寸的问题，断路器的实制作效果总是存在着偏差。并且安装的员工在安装过程中也不能按照分毫不差的实际进行操作，这就进一步加大机械联动断路器的安装难度。
（2）机械联动运行故障
从以往的数。据中显示，机械联动中，整个联动系统所损坏的最大原因就是机械的变形、摩擦等因素造成的机械损害，如果抛开不可控制的液压影响，机械损害所占的比例会更大。由于机械变形或损害的影响，也会造成在实际的安装过程中难度加大，也会造成在日后的设备运行中安全隐患和故障隐患大大加大。电气联动在这方面就表现极为优秀，由于电气联动的机构与极柱相连，不会出现运行故障，在实际的工作中也就减少了机械联动所面临的问题。
（3）机械联动的受力问题
机械联动的整个系统由于结构的特性，各个结构在工作中实际受到的能量的传递没有一致性，各个机构所受到的震动的也是不一样的，而这些能量和震动越接近中心，所受到的力度也就越大，承受的时间越长，所造成的伤害越大。同时，在热胀冷缩的情况下，机构的大小和长度会发生变化，从而改变断路器的开关，长此以往，断路器的开关会发生未知改变，就会严重影响机械联动断路器的运行。
（4）机械联动连杆的问题
机械联动由于机械连接，其所运动很受机械连杆的影响。但是机械的连杆所受的能量会随着运行的时间或者是距离的变化而变大，这样就容易造成机械的变化，从而对高压断路器的稳定运行造成影响。并且，由于机械联动中机械传动的一点变化，都会对高压断路器造成质量生的威胁。
五、高压断路器中电气联动与机械联动可靠性的分析
电气联动的机构主要是弹簧机构断路器的故障，而机械联动的机构故障时液压故障以及气动机构的故障，两者相比，电气联动的机构故障要明显低于机械联动的机构故障。除此之外，机械联动的振动大，消耗的能量也是非常多的，所以对机构的损害也就比电气联动的损害更大一些。还有就是机械联动的制造商不可能做到其零件、性能和制作水准的完全统一，虽然可以从各个方面降低其中的影响。但从大的方面来说，机械联动的故障率要比电气联动的故障率高一点。
六、电气联动与机械联动的采用建议
基于电气联动总体的性能要比机械联动的性能好，而且故障率也比较少，所以在没有其他特殊的情况下，尽可能的使用电气联动机构的高压断路器。而机械联动在高压断路器的采用一般要看它的传动距离，如果距离近的话，就可以采用机械联动机构的高压断路器。同时，在电气联动与机械联动的采购上，也要从成本、使用时间、使用对象等方面进行考虑，以便更好的控制成本。
结束语：高压断路器的两种联动方式，都有各自的优缺点，在采用的过程中，要根据实际情况来选择联动方式。同时，我们必须意识到，两种机构的联动都有着些许不足，如何能够改进和完善是我们所面对的一个重大课题。只有这样，才能制作出性能更好的高压断路器。更好的为电力系统的安全保驾护航。
参考文献：
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[3]郭贤珊，李仲夫，陈轩恕.断路器操动机构在线监测参数的选择[J]，高压电器.2002，38（1），24-25.
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