蘆宇峰 黃金劍 易少俊

一種550kV接地開關(guān)傳動結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

蘆宇峰1黃金劍1易少俊2

（1.廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院 廣西南寧 530023 2.江蘇省如高高壓電器有限公司 江蘇如皋 226572）

接地開關(guān)是變電站廣泛使用的一次設(shè)備之一，其工作的可靠性直接關(guān)系到變電站一次線路的安全運行。本文針對工程項目中一種應(yīng)用最廣泛的550kV接地開關(guān)合閘過程中出現(xiàn)的卡澀問題，對其傳動結(jié)構(gòu)進(jìn)行了故障實物檢查分析和理論力學(xué)分析，找出了其合閘卡澀的原因。并據(jù)此采取縮短傳動鏈、減小壓力角、滑動傳動結(jié)構(gòu)改滾動傳動結(jié)構(gòu)和增加導(dǎo)程四種方法改進(jìn)了該接地開關(guān)的傳動結(jié)構(gòu)，通過樣機(jī)對比測試，驗證了該地刀改進(jìn)后的傳動結(jié)構(gòu)的可行性，從根本上解決了該類型接地開關(guān)的的卡澀問題，可為同類接地開關(guān)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供參考。

550kV接地開關(guān)；滑動摩擦；導(dǎo)程；四連桿傳動；壓力角；傳動鏈

引言

550kV接地開關(guān)（下文簡稱“地刀”）在500kV變電站中使用極其廣泛，主要用于500kV變電站一次線路接地，以保護(hù)檢修人員人身安全和相關(guān)設(shè)備安全。若地刀接地失效，將會導(dǎo)致造成變電站相關(guān)線路切換、設(shè)備檢修工作無法按期進(jìn)行，嚴(yán)重時會危及一次設(shè)備運行安全和檢修人員人身安全。因此，改進(jìn)地刀傳動結(jié)構(gòu)，提高地刀傳動的可靠性，對確保變電站一次線路運行、檢修的可靠性、安全性具有重要意義。

本文針對550kV立開式接地開關(guān)出現(xiàn)的合閘卡澀問題，對其傳動結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實物檢查分析和理論力學(xué)分析，找出了其合閘卡澀的原因。采取縮短傳動鏈、減小壓力角、滑動傳動結(jié)構(gòu)改滾動傳動結(jié)構(gòu)和增大導(dǎo)程四種方法改進(jìn)了該接地開關(guān)的傳動結(jié)構(gòu)，通過樣機(jī)對比操作測試，驗證了改進(jìn)后的傳動結(jié)構(gòu)的可行性，從根本上解決了該類型接地開關(guān)的的傳動卡澀問題。

1 地刀合閘卡澀現(xiàn)象及問題分析

地刀合閘卡澀現(xiàn)象：

如圖1，此時三級平面四連桿對導(dǎo)電管徑向分力F徑向被完全約束，旋轉(zhuǎn)運動終止，軸向分力F軸向開始增加并驅(qū)動導(dǎo)電管向上滑動，力學(xué)模型變?yōu)閾u桿滑塊傳動，使動觸頭插入靜觸頭內(nèi)，完成合閘動作。分閘傳動過程與合閘傳動過程相反。

圖1 550kV立開式接地開關(guān)導(dǎo)電傳動結(jié)構(gòu)示意圖

在操動機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩一定的情況下，為增大驅(qū)動力F，有效的手段減小壓力角α，以降低摩擦阻力，提高軸向驅(qū)動分力。此外，以減小摩擦系數(shù)來降低摩擦阻力，減少傳動環(huán)節(jié)，也是增大驅(qū)動力F的手段。

2 測試驗證方法

以JW10-550接地開關(guān)為測試對象（操動機(jī)構(gòu)為SRCJ2或操動機(jī)構(gòu)等同SRCJ2），通過故障復(fù)現(xiàn)，找到5相手動及電動合閘操作，在剛合位置都出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象的JW10-550接地開關(guān)產(chǎn)品。分別通過縮短傳動鏈、減小壓力角、最大導(dǎo)程和滑動傳動結(jié)構(gòu)改滾動傳動結(jié)構(gòu)等方案，驗證原故障樣機(jī)卡澀問題是否消除，并測試對應(yīng)方案的操作力大小（檢測儀器：高壓開關(guān)操作力測試裝置），以此測試驗證改進(jìn)方案的有效性。

僅更換故障樣機(jī)的導(dǎo)向桿，使得導(dǎo)向桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)由滑動變?yōu)闈L動。測試結(jié)果表明，故障樣機(jī)手動及電動合閘操作，地刀均能順暢合閘，且在剛合位置導(dǎo)電管無瞬停抖動現(xiàn)象。手動操作，對應(yīng)手動操作力達(dá)到33～45N。

此結(jié)果表明，滑動傳動結(jié)構(gòu)改滾動傳動結(jié)構(gòu)方案對改善地刀傳動結(jié)構(gòu)效果十分明顯。由此再次說明，導(dǎo)向桿上的上下導(dǎo)向軸套之間的支撐、導(dǎo)向?qū)С唐?，?dǎo)電管受力狀況不良，是導(dǎo)致地刀在剛合位置卡澀的主要原因。

此方案不足之處，因?qū)驖L輪與導(dǎo)電管導(dǎo)向接觸為點接觸，導(dǎo)程偏短，支撐不足，導(dǎo)電管在分合閘過程中有晃動現(xiàn)象。

在將導(dǎo)向滾輪間導(dǎo)程增加150mm后，驗證結(jié)果表明，導(dǎo)電管在分合閘過程中不再出現(xiàn)晃動現(xiàn)象。

該類型地刀在剛合位置出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象，主要為導(dǎo)向桿上的上下導(dǎo)向軸套之間的支撐、導(dǎo)向?qū)С唐?，?dǎo)電管受力狀況不良所致。其傳動結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案為滑動傳動結(jié)構(gòu)改滾動傳動結(jié)構(gòu)、縮短傳動鏈和增加導(dǎo)程。

3 結(jié)論

本文由實際工程項目出發(fā)，改進(jìn)了550kV立開式接地開關(guān)傳動結(jié)構(gòu)，解決了該類型地刀合閘卡澀問題；找到了550kV立開式接地開關(guān)合閘卡澀現(xiàn)象的主要原因，及該傳動結(jié)構(gòu)存在導(dǎo)電管支撐導(dǎo)程偏小，導(dǎo)電管受力狀況不良的設(shè)計缺陷?？蔀橥惤拥亻_關(guān)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供參考。

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TM351

A

1004-7344（2016）33-0092-01

廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司公司科技項目（GXKJQQ20151026）。

2016-10-12

蘆宇峰（1982-），男，工程師，研究生，主要從事電網(wǎng)設(shè)備優(yōu)化設(shè)計和運行質(zhì)量評估等工作。