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路器近旁的操作箱内。
断路器的操动机构由合闸机构、分闸机构及维持机构组成。
① 合闸机构:合闸机构由合闸电磁铁和传动机构组成，电磁铁使断路器操动机构储能，
使其完成合闸动作。
② 分闸机构：分闸机构由分闸电磁铁和脱扣机构组成，使断路器在跳闸弹簧作用下跳闸。
③ 维持机构：维持结构使断路器保持在合闸状态。
断路器是通过操作机构的传动部件来改变力的方向和作用点从而实现预设目的，其能量来源一般有电力和人力两种，除手动机构外，如电磁机构、气动机构、弹簧储能机构及液压机构等均是依靠电力做功来实现能量转换的，再由瞬间能量释放来实现断路器的动作。
根据近年来的实践和现场运行的经验，在断路器的各种故障中，机构操作为首位，约为总故障的八成。而在这些机构故障中，操作机构故障又占绝大部分。究其原因主要是由于操作机构处于静态运行状态，其各活动环节状态无法监视，隐患无法及时发现，特别是室外设备，由于受环境因素的影响，更易出现故障，所以操作机构的结构优化，零部件材料的更换、新工艺及加工精度的提高等，是今后消除缺陷的一个长期任务。 (2） 操作机构应具备的基本要求
由于断路器能否可靠而有效的动作，很大程度上取决于操作机构的性能和质量，因此根据断路器的不同，其配备的操作机构应满足所需性质和运行的可靠性，一般有以下几点：
① 操作机构应有足够的合闸功能。在实际工作当中，操作机构的能量不可能保持在额定值，而是在一定范围内变化。按要求，其下限值为额定值的80%-85%，上限值为额定值的110%，也就是说，操作机构在下限值时，能够有效关合过、短路电流，而在上限值时，不应因操作力过大而损坏相关部件。
② 应具有保持合闸功能。当操作命令时间短，操作功能配合短时，应有保持合闸机构，以此保证合闸命令及操作功能消失后，断路器仍能保持在合闸位置。
③ 具有较短的分闸时间
其合闸时间的快慢应与操作者的动作快慢及下达命令时间的长短无关，至少要求分闸速度不致电弧重燃，即尽可能地缩短分闸的时间，以此减少短路故障存在时间，从而
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可提高电力系统的稳定性，达到尽可能减小故障范围。
④ 要有防跳跃装置
为了避免断路器合闸后出现连续多次分合现象，要采用机械的或电气的方法，使断路器分闸后不能任意分、合，以减少无谓的动作。
⑤ 要有联动装置
操作机构中有了联动装置，才能保证断路器运行的可靠性，才能使断路器处于一种状态时，为防止操作机构误动而受影响，一般操作机构应有分闸位置联锁；低气压与高气压联锁；弹簧机构中的位置联锁等
断路器选用操作机构原则：比较以上各类操作机构来看，其性能各异，但从运行可靠性要求考虑，电动储能操作机构是发展方向，适用于中压断路器，特别适用于小容量配电系统的断路器；气动机构适用于中压、高压和超高压操作断路器。气动操作机构已逐步被淘汰。对于改造的变电站，还应看原来的交直流电源容量和对断路器的特性及可靠性要求，来提出选用方案。对于新建站，就按设计要求及实际中对断路器所赋于任务的重要程度，和对断路器特性要求及各种情况来综合考虑后作出选择。
综上所述，在选用操作机构时，应尽可能在本单位的相同电压等级断路器中选配同类断路器，同时应选机构优化的、动作灵敏可靠，具有发展方向的产品作为断路器的附件。机构操作能源种类较多，能源的可靠与否，直接影响断路器操作后电网能否安全运行，因此，应先选择容量足大且安全可靠的电源。
2.3 断路器的选择
本设计选用的是耐吉科技的VN3-12KV户内高压交流真空断路器，在需进行频繁操作和/或需要开断短路电流的场合下具有优良的性能。断路器完全满足自动重合闸的要求并具有极高的操作可靠性与使用寿命。它的设计理念是：主导电回路以采用固封极柱为主，改进设计操动机构，以使断路器绝缘可靠性、机械可靠性、开断性能得以大幅度提高，真正达到免维护和更长的机械寿命及电寿命
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2.3.1 型号含义：
2.3.2 VN3-12断路器概述
它配用的是NT1型弹簧操动机构，操动机构置于灭弧室前的机构箱内，该机构具有手动储能和电动储能功能，该断路器将固封极柱与操动机构前后布置组成统一整体，使操动机构的操作性能与灭弧室开合所需性能更为吻合，减少了不必要的中间传统环节，降低了功耗，使断路器的性能更为可靠。NT1型操动机构技术参数如下表： 序号 1 名 称 额定操作电压 分闸脱扣器 合闸脱扣器 2 消耗功率 分闸脱扣器 合闸脱扣器 3 4 5 储能电机功率 电机储能额定电压 储能时间 VA V s 表2.1 NT1型操动机构技术参数
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单位 V 参 数 AC220/DC220/DC110，波动范围65%-120% AC220/DC220/DC110，波动范围85%-110% VA 245（50kA时为370） 80（50kA时为100） AC220/DC220/DC110，波动范围85%-110% ≤10 江 苏 大 学 毕 业 设 计
VN3真空断路器允许开断次数N与开断电流的关系曲线如下：
图2.1 VN3真空断路器允许开断次数N与开断电流的关系曲线
真空灭弧室：
VN3-12断路器配用ZMD口-12新型中封室小型化真空灭弧室，采用Cu-Cr触头材料及杯状纵磁场灭弧结构，真空灭弧室电蚀率小，电寿命长，耐压水平高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复迅速。VN3-12真空断路器的截流值小于5A，平均为3.5A，几乎没有操作过电压产生的危险。
由于真空灭弧室静态压力极低，所以只需要很小的触头间隙就可以达到很高的电介质强度。分闸过程中的高温产生的金属蒸汽离子和电子组成的电弧等离子体，使电流会在真空灭弧室动、静触头分开后持续一段很短的时间。由于动、静触头上开有螺旋槽，电流曲折路径效应形成的纵向磁场作用在动、静触头间，使电弧均匀作用在整个触头表面，使得电流在自然过零时电弧能可靠熄灭。这样即使在切断很大短路电流时，也可避免触头表面的局部过热与不均匀的烧蚀。因此，VN3-12断路器具有很强的分断能力，完全可靠地满足E2级断路器能力要求。
电弧在自然过零时，残留的离子、电子和金属蒸汽只需要几分之一毫秒就可复合或
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凝聚在触头表面及屏蔽罩上，因此，灭弧室断口的电介质强度恢复极快。
对真空灭弧室而言，由于出头间隙小由金属蒸汽形成的电弧等离子体的导电率高，电弧电压极低。另外，由于燃烧时间短，伴生的电弧能量极小，综上各点都有利触头寿命的增加，也有利于真空灭弧性能的提高。
2.3.3 断路器的三个工作状态（合闸、分闸、跳闸）
合闸：转换开关KK转至合闸位置，KK1-2导通，中间继电器(防跳继电器)TBJ得电，开
关TBJ闭合，行程开关LK在电动机储能结束时闭合，合闸线圈HQ得电，断路器自动合闸，行程开关DL常开触点闭合，合闸指示灯亮起，DL常闭触点断开，跳闸指示灯熄灭。
分闸：有2种情况引起断路器跳闸
一是计量柜（PT）中电力定量器的辅助触点1ZJ由于电能量超过设定值时闭合，断
路器跳闸继电器TQ得电，断路器自动跳闸。
二是转换开关KK旋至跳闸状态，KK3-4导通，TQ得电，断路器自动跳闸。 跳闸：当信号小母线发出事故信号时，KK状态开关处于合闸状态时，KK7-8,KK9-10同
时导通，断路器自动跳闸。
注：详细电路图见下章综合保护装置与附图
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