李峰濤 梁芝賢 張 英國網(wǎng)陜西省電力公司西安供電公司 陜西西安 710000

?

GIS隔離開關(guān)、接地開關(guān)機(jī)構(gòu)的模擬試驗(yàn)裝置探討

李峰濤 梁芝賢 張 英
國網(wǎng)陜西省電力公司西安供電公司 陜西西安 710000

【文章摘要】

為了確保在額定負(fù)載下的檢測(cè)機(jī)構(gòu)具有較高的一致性、可靠性、安全性，本文對(duì)一種模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其主要是利用電磁控制的原理，配備了控制器，并且配置了加載器，對(duì)整套裝置的電氣部分和機(jī)械部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)和試制，從而保證了負(fù)載力矩的無極可調(diào)的實(shí)現(xiàn)。這一裝置能夠?qū)C(jī)械特性測(cè)試儀進(jìn)行配置，對(duì)分合閘速度和時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，因此可以很好的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的裝配質(zhì)量問題。

【關(guān)鍵詞】

GIS隔離開關(guān)；接地開關(guān)機(jī)構(gòu)；模擬實(shí)驗(yàn)裝置

GIS是氣體絕緣金屬封閉組合電器的簡稱，在最近幾年GIS得到了十分廣泛地應(yīng)用。在GIS中接地開關(guān)和隔離開關(guān)屬于重要的組成元件，在裝配完成之后，必須要對(duì)其操動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)施一定次數(shù)的操作試驗(yàn)，從而能夠?qū)C(jī)構(gòu)的裝配質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證。然而因?yàn)槭艿綏l件的限制，一般在完成裝配之后只能對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡單的動(dòng)作試驗(yàn)，很難進(jìn)行相關(guān)整機(jī)機(jī)械特性試驗(yàn)。為此，必須要將一種能夠在多種GIS接地開關(guān)、隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)中適用的模擬實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)出來。

1 GIS隔離開關(guān)、接地開關(guān)機(jī)構(gòu)的模擬試驗(yàn)裝置方案設(shè)計(jì)分析

該設(shè)計(jì)與很多種GIS接近開關(guān)、隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)具有密切關(guān)系，選擇直接輸出和四連桿輸出的方式作為機(jī)構(gòu)對(duì)外連接的方式。由于滑塊式結(jié)構(gòu)模擬試驗(yàn)裝置具有單一的連接方式，再加上各種機(jī)構(gòu)具有多樣性的連接形式，所以必須要將多種負(fù)載裝置設(shè)計(jì)出來，而且要想裝配調(diào)整每一種裝置的負(fù)載往往比較困難，而如果選擇開關(guān)本體試驗(yàn)的方式，其需要非常大的占地面積。因此筆者經(jīng)過分析和研究，將一種能夠?qū)⒍喾N機(jī)構(gòu)試驗(yàn)完成的模擬試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)出來，該裝置具有維修方便、容易控制、較小的占地面積等一系列的特點(diǎn)，其主要的工作內(nèi)容為：首先將系統(tǒng)安裝架設(shè)計(jì)出來，在安裝架上固定加載器，同時(shí)將一種特殊的聯(lián)軸器設(shè)計(jì)出來，連接專用的控制器，對(duì)加載器進(jìn)行手動(dòng)控制。通過對(duì)輸出連桿機(jī)構(gòu)、對(duì)接法蘭、外部傳動(dòng)主軸、多功能計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器、速度傳感器等部件的利用將成套測(cè)試裝置組成，保證了負(fù)載力矩的無極可調(diào)的實(shí)現(xiàn)，在多種GIS接地開關(guān)、隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)中均可適用。

2 GIS隔離開關(guān)、接地開關(guān)機(jī)構(gòu)的模擬試驗(yàn)裝置的原理和結(jié)構(gòu)

2.1模擬試驗(yàn)裝置的原理分析

在該模擬試驗(yàn)裝置中加載器是最為主要的部件，其主要的原理是電磁原理，工作介質(zhì)為磁粉，控制手段為激磁電流，這樣就能夠?qū)虞d力矩進(jìn)行有效的控制。其激磁電流和加載力矩之間具有非常好的線性關(guān)系，只需要對(duì)激磁電流的大小進(jìn)行控制，就能夠?qū)虞d力矩的大小進(jìn)行輕易的控制。正常情況下，其加載力矩和激磁電流之間具有正比例的線性關(guān)系。利用加載器的方法獲取模擬試驗(yàn)裝置的負(fù)載，這種方式在控制的時(shí)候比較方便，而且具有較低的費(fèi)用，整套裝置的電氣部分和機(jī)械部分會(huì)向GIS相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳遞，從而開展各種試驗(yàn)。

2.2模擬試驗(yàn)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

將一個(gè)加載器安裝在安裝架上，利用聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)加載器和傳動(dòng)主軸之間的對(duì)接，將輸出傳臂裝設(shè)在傳動(dòng)主軸上，其可以保證對(duì)外四連桿結(jié)構(gòu)的連接方式的實(shí)現(xiàn)，傳動(dòng)主軸的支撐就是軸承支座，由手動(dòng)控制器控制加載器。對(duì)接法蘭和傳動(dòng)主軸共同將對(duì)外輸出構(gòu)成。在傳動(dòng)主軸上設(shè)置速度傳感器、多功能計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器和速度傳感器共同將速度測(cè)試的輸出系統(tǒng)構(gòu)成，其能夠?qū)C(jī)械特性測(cè)試儀進(jìn)行配備，從而對(duì)分合閘的速度和時(shí)間進(jìn)行測(cè)試。將試驗(yàn)永和橋是用的電器元件設(shè)置再安裝架的面板上，比如，位置指示器，，試驗(yàn)狀態(tài)開關(guān)，功能選擇開關(guān)，合閘按鈕，分閘按鈕等。

加載器的組成部分主要包括磁粉，加載線圈、固定支座、軸承以及輸入軸等，在固定支座上利用軸承對(duì)輸入軸進(jìn)行固定。在固定支座上設(shè)置激磁線圈，將粒狀磁粉填充在固定支座和輸入軸內(nèi)壁之間。如果其中的勵(lì)磁線圈不加電，這時(shí)候輸入軸就可以實(shí)現(xiàn)自由的轉(zhuǎn)動(dòng)；如果激磁線圈處于加電的狀態(tài)，這時(shí)候在磁力的作用下就會(huì)將磁粉吸引過來，從而形成硬化現(xiàn)場，最終會(huì)對(duì)輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用。

2.3確定模擬負(fù)載的方法

第一種方法：首先選擇5到10臺(tái)機(jī)構(gòu)，然后將GIS開關(guān)裝入進(jìn)去，確保試驗(yàn)合格之后，將模擬試驗(yàn)裝置裝入，隨后以開關(guān)本體時(shí)間作為根據(jù)，最后是分合閘負(fù)載。

第二種方法：對(duì)GIS開關(guān)力矩進(jìn)行直接的測(cè)量，同時(shí)將其作為對(duì)模擬試驗(yàn)裝置負(fù)載力矩進(jìn)行調(diào)整的主要依據(jù)。

在確定模擬試驗(yàn)裝置負(fù)載的時(shí)候可以用到上述的兩種方案，在具體運(yùn)用的時(shí)候必須要以實(shí)際的情況為根據(jù)確定合理的方案。

3 GIS隔離開關(guān)、接地開關(guān)機(jī)構(gòu)的模擬試驗(yàn)裝置的生產(chǎn)應(yīng)用分析

3.1對(duì)機(jī)構(gòu)特性進(jìn)行驗(yàn)證

利用數(shù)顯力矩扳手直接測(cè)量GIS接地開關(guān)機(jī)構(gòu)的直動(dòng)密封軸的部位的力矩，在確定各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)滿足出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目和相關(guān)的技術(shù)規(guī)范之后，測(cè)試開關(guān)機(jī)構(gòu)，然后就能夠獲得其機(jī)械特性。將獲得的機(jī)械特性參數(shù)作為依據(jù)，對(duì)模擬試驗(yàn)裝置的負(fù)載力矩進(jìn)行合理的調(diào)整，通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)具有200N·m的額定輸出力矩，不超過4s的分合閘時(shí)間，因此我們可以確定該機(jī)構(gòu)與相關(guān)的技術(shù)要求完全符合，而且具有很高的安全裕度。

3.2測(cè)量時(shí)間

從給出操作信號(hào)開始，直到機(jī)構(gòu)完成規(guī)定的分閘或者合閘動(dòng)作所需要的時(shí)間就是電動(dòng)分閘或者合閘時(shí)間。一般來說，彈簧機(jī)構(gòu)可供測(cè)量的有兩種時(shí)間，一種時(shí)間就是上述的電動(dòng)分閘或者合閘時(shí)間，另外一種時(shí)間就是從給出操作信號(hào)之后直到機(jī)構(gòu)到端口位置的這一段時(shí)間，這就是所謂的模擬觸頭動(dòng)作時(shí)間。

3.3測(cè)量速度

首先是采用速度測(cè)量儀進(jìn)行測(cè)量；其次能夠通過對(duì)模擬端口尺寸與分合閘時(shí)間的比值為根據(jù)最終獲得。

4 結(jié)語

經(jīng)過研究，我們發(fā)現(xiàn)這種模擬試驗(yàn)裝置測(cè)試系統(tǒng)具有方便的負(fù)載力矩調(diào)整、緊湊的結(jié)構(gòu)、較高的可靠性、齊全的功能等一系列的特點(diǎn)。經(jīng)過簡單的擴(kuò)充之后，該裝置還可以在其他類型的機(jī)構(gòu)中使用，因此其使用價(jià)值比較高，對(duì)GIS的有關(guān)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品改進(jìn)和出廠檢查等具有較大的參考價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王森,牛博,薛軍,孫強(qiáng),李志忠.官亭750kV GIS隔離開關(guān)操作時(shí)的特快速暫態(tài)過電壓實(shí)測(cè)研究[J].高壓電器. 2012(01)

[2]李中政,黨幼云.基于ARM的高壓隔離開關(guān)智能控制器設(shè)計(jì)[J]. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào).2012(01)

[3]張國燦,蘇東青.智能型高壓隔離開關(guān)位置激光監(jiān)察裝置的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用. 2012(03)