刀闸传动连杆可靠接地装置的研制

胡龙春，祁建华，袁志锋

(国网江苏省电力公司常州供电公司，江苏 常州 213003)

刀闸传动连杆可靠接地装置的研制

胡龙春，祁建华，袁志锋

(国网江苏省电力公司常州供电公司，江苏 常州 213003)

针对目前刀闸传动连杆接地安装、使用过程中存在的缺点和不足，提出了新型刀闸操作连杆接地装置的研制，介绍了装置的研制过程，并通过现场实践展示了其方便安装、提高效率、降低安全隐患的优点。

刀闸；传动连杆；触片；接地装置

0 引言

为了保障正常用电，近几年新建及改、扩建的110 kV及以上变电站越来越多，其中户外式变电站新增较多。户外式变电站的刀闸安装一向是电气安装公司施工现场的工作重点，刀闸安装速度的快慢、安装质量的好坏直接影响到整个工程的进度、质量和安全。

在以往安装过程中，刀闸吊装到位后，刀闸操作机构箱与刀闸本体的操作连杆的接地一般采用不直接接地方式。这种接地方式，在正常天气条件下没有问题，但在大雾天和雷雨天气时就可能引起放电，给设备正常运行和人身安全带来隐患。为保证运行安全，提高施工效率，且不影响连杆操作，现研制了一种可靠的新型接地装置。

1 新型刀闸操作连杆接地装置的研制

1.1 新型接地装置设计方案

结合几种常见型号刀闸及现场实际工作情况，本着安全可靠、安装方便、价格适中、不影响刀闸操作的原则，对传统的接地装置进行优缺点分析，并基于此提出了3种刀闸操作连杆接地装置的设计方案。

1.1.1   方案1：多股软铜线接地装置

取25 mm2的多股软铜线60 cm，两端压接铜接线端子，一端固定在传动杆上，另一端直接接地。1.1.2  方案2：抱箍式接地装置

根据传动杆的尺寸，将40 mm×4 mm的热镀锌扁钢制作成2个半圆形抱箍，夹住传动杆，在抱箍连接处安装弹簧（见图1）。

图1 抱箍式接地装置

1.1.3   方案3：静触头式接地装置

用6块宽30 mm、厚3 mm、长120 mm的弹性铜排和1块宽43 mm、厚20 mm、长60 mm的铜块，制作出刀闸静触头形状的接地装置，如图2所示。

1.2 设计方案比较、选择

通过对上述3个方案的分析比较，可得出以下结论。

(1) 方案1采用软铜线，虽然取材方便、制作简单、成本低廉，但铜接线端子与传动杆长期处于户外，接触面易腐蚀、生锈；而且连杆的管壁薄(仅3 mm)，紧固螺丝时易滑牙；同时对传动杆转动也造成一定影响，也不美观，故作为备用方案。

(2) 方案2采用扁铁，优点是制作简单，但长期在户外容易受到环境影响，易生锈使电阻值增加，且影响传动杆转动，不适于实际使用，故不考虑。

(3) 方案3是将闸刀静触头加以改造，使之与传动杆相配套，其导电率高、不生锈，且不影响传动杆动作，所以选择方案3作为最终方案。

图2 刀闸静触头形状的接地装置

1.3 材料选择

根据材料性能及市场价格情况，对“静触头式接地装置”的组件触片材料提出2种初选方案。

(1) 铝合金材料。6005型铝合金常用于制作挤压型制品与管材制品，市场价格22 000元/t，弹性压力为5 kg/cm2。

预算：使用铝合金制作1套接地装置，其成本约为200元。

(2) 铜钨合金材料。铜钨合金触片弹性好，压接力为20 kg/cm2，市场价格70 000元/t。

预算：使用铜钨合金材料制作1套接地装置，其成本约为330元。

对以上2种材料进行特性和适用情况比较，如表1所示。

表1 2种材料特性和适用情况的比较

由表1可知，由于铝合金材质弹性小、不能满足导电率要求，被直接否定；铜钨合金材质具有弹性好、压接力大、导电率大、耐磨损、不易氧化等特性，因此决定采用其作为接地装置的制作材料。

2 “静触头式接地装置”的制作

方案确定后，经过多次讨论和分析，决定以110 kV GW4型刀闸为样本进行图纸设计。要求组装后不影响刀闸分合闸操作，且接触电阻值不大于4 μ Ω。

具体制作要求如下：

(1) 触片的厚度为3 mm，长度为120 mm，要有2个直径为6 mm的固定孔，孔距为10 mm；

(2) 铜块宽43 mm，长60 mm，厚20 mm，侧面有2个直径5 mm的固定孔，孔距30 mm；

(3) 在铜块正面开2个10 mm的孔；

(4) 所有部件均需镀锡；

(5) 接地装置通过使用扁钢制作的接地引下排接地。

3 效果检验及优化

3.1 模拟实验

户外刀闸传动杆接地装置样品制作成功后，在110 kV瑞声光电变电站GW4刀闸传动杆进行模拟实验，如图3所示。对静触头与传动杆间的电阻值进行测量，测量结果小于2.5 μΩ，可知新型接地装置符合设计要求。

图3 刀闸传动杆接地装置模拟试验

3.2 进一步优化改进

“静触头式接地装置”组装方便，操作灵活，但也存在3处不足之处。

(1) 采用50 mm×6 mm扁钢制作接地引下排，由于扁钢长期在户外受风吹雨淋，容易受到腐蚀，电阻值随之增大。

改进方法：采用50 mm×10 mm的紫铜排，并在接头处镀锡。由于铜排易于加工，且铜排镀锡后不易腐蚀，保证了导通率。

(2) 连接处的固定螺丝使用不锈钢材质，容易滑牙、咬死。

改进方法：热镀锌螺丝具有取材方便、经济实惠的特点，因此将不锈钢螺丝换成热镀锌螺丝。

(3) 触头与传动杆插接处摩擦系数偏大，操作时可能转动不到位。

改进方法：对传动杆镀锡，并在插接处涂抹凡士林，将摩擦系数减至最小，使之对操作连杆转动的影响降到最低。

3.3 实际应用

2014-09-04，在某110 kV主变上对“静触头式接地装置”进行实际应用。经测试，其电阻值为2.5 μΩ，比目标值4 μΩ还降低37.5 %。这说明，使用“静触头式接地装置”可保证较高的导电率，提高了使用的安全性，延长了设备的使用寿命。

4 结束语

针对传统刀闸传动杆接地装置在长期受到外界环境影响后，电阻值增大、导电率降低，影响到设备安全运行的缺点，研制出“静触头式接地装置”，其可在不受环境因素影响的同时保证刀闸的正常操作，且不需要对原设备作大的变动，使设备安全运行得到了可靠保障。

1 国家电网公司．国家电网公司电力安全工作规程(变电部分)[M].北京：中国电力出版社，2009．

2015-02-17。

胡龙春(1964-)，男，工程师，主要从事电厂安全质量管理工作，email：hlc640917@sina.com。

祁建华(1954-)，男，高级技师，主要从事变电安装工作。

袁志峰(1979-)，男，高级工，主要从事变电安装工作。