真空断路器是中压开关中的主要电器之一,弹簧操动机构由于对电源要求低,运行可靠性高等优点被广泛应用于真空断路器中。目前对于真空断路器弹簧操动机构机械特性的研究仍有许多不足之处。文章以ABB公司的中压真空断路器弹簧操动机构作为研究对象,对其合闸过程动触头所受到的驱动力、阻力变化及能量变化进行理论分析。文章从弹簧操动机构的工作原理出发,利用三维建模软件SolidWorks建立机构模型。通过对机构模型在合闸过程中位置及力矩传动分析,得出合闸过程中动触头所受到的驱动力及阻力的变化曲线。利用MATLAB求解在合闸过程中动触头所受到的驱动力与阻力变化曲线的交点位置,计算并对比交点前驱动力与阻力做功的大小,分析合闸过程的能量关系,最终得出可用于分析合闸过程动触头所受到的驱动力与阻力变化及能量变化的理论计算方法。其次建立弹簧操动机构简化模型,并导入多体动力学仿真软件Adams中,建立虚拟样机。分别调节储能弹簧、分闸弹簧及超程弹簧的参数,改变合闸过程动触头所受到的驱动力与阻力做功的大小,找出断路器刚好能够合闸时的机构参数,并代入理论计算方法中分析此时的能量关系。对比三组仿真及理论分析结果,得出断路器刚好能够合闸时驱动力与阻力做功之间的能量关系,并验证理论计算方法的正确性。并在此基础上求出了机构摩擦力对合闸过程的影响。最后装配试验样机,对试验样机进行机械特性试验。通过调节机构参数,使断路器刚好能够完成合闸,计算并对比此时动触头受到的驱动力与阻力做功之间的关系,进一步验证理论计算方法的正确性。文章从理论、仿真、试验三个角度对中压真空断路器弹簧操动机构进行理论分析,提出分析合闸过程动触头所受到的驱动力及阻力变化及能量变化的理论计算方法,并通过仿真分析得出断路器刚好能够合闸时动触头所受到的驱动力与阻力做功之间的能量关系,并验证理论计算方法的正确性。最后通过样机试验进一步验证了仿真结论及理论计算方法的正确性。该理论计算方法可以为断路器的研发与设计提供依据,减少设计周期,提高设计效率。