一种550kV接地开关传动结构的优化设计

2016-08-09芦宇峰黄金剑易少俊

大科技 2016年33期

芦宇峰黄金剑易少俊

芦宇峰1黄金剑1易少俊2

（1.广西电网有限责任公司电力科学研究院广西南宁 530023 2.江苏省如高高压电器有限公司江苏如皋 226572）

接地开关是变电站广泛使用的一次设备之一，其工作的可靠性直接关系到变电站一次线路的安全运行。本文针对工程项目中一种应用最广泛的550kV接地开关合闸过程中出现的卡涩问题，对其传动结构进行了故障实物检查分析和理论力学分析，找出了其合闸卡涩的原因。并据此采取缩短传动链、减小压力角、滑动传动结构改滚动传动结构和增加导程四种方法改进了该接地开关的传动结构，通过样机对比测试，验证了该地刀改进后的传动结构的可行性，从根本上解决了该类型接地开关的的卡涩问题，可为同类接地开关产品的结构设计、结构改进提供参考。

550kV接地开关；滑动摩擦；导程；四连杆传动；压力角；传动链

引言

550kV接地开关（下文简称“地刀”）在500kV变电站中使用极其广泛，主要用于500kV变电站一次线路接地，以保护检修人员人身安全和相关设备安全。若地刀接地失效，将会导致造成变电站相关线路切换、设备检修工作无法按期进行，严重时会危及一次设备运行安全和检修人员人身安全。因此，改进地刀传动结构，提高地刀传动的可靠性，对确保变电站一次线路运行、检修的可靠性、安全性具有重要意义。

本文针对550kV立开式接地开关出现的合闸卡涩问题，对其传动结构进行了实物检查分析和理论力学分析，找出了其合闸卡涩的原因。采取缩短传动链、减小压力角、滑动传动结构改滚动传动结构和增大导程四种方法改进了该接地开关的传动结构，通过样机对比操作测试，验证了改进后的传动结构的可行性，从根本上解决了该类型接地开关的的传动卡涩问题。

1 地刀合闸卡涩现象及问题分析

地刀合闸卡涩现象：

如图1，此时三级平面四连杆对导电管径向分力F径向被完全约束，旋转运动终止，轴向分力F轴向开始增加并驱动导电管向上滑动，力学模型变为摇杆滑块传动，使动触头插入静触头内，完成合闸动作。分闸传动过程与合闸传动过程相反。

图1 550kV立开式接地开关导电传动结构示意图

在操动机构输出转矩一定的情况下，为增大驱动力F，有效的手段减小压力角α，以降低摩擦阻力，提高轴向驱动分力。此外，以减小摩擦系数来降低摩擦阻力，减少传动环节，也是增大驱动力F的手段。

2 测试验证方法

以JW10-550接地开关为测试对象（操动机构为SRCJ2或操动机构等同SRCJ2），通过故障复现，找到5相手动及电动合闸操作，在刚合位置都出现卡涩现象的JW10-550接地开关产品。分别通过缩短传动链、减小压力角、最大导程和滑动传动结构改滚动传动结构等方案，验证原故障样机卡涩问题是否消除，并测试对应方案的操作力大小（检测仪器：高压开关操作力测试装置），以此测试验证改进方案的有效性。

仅更换故障样机的导向杆，使得导向杆导向结构由滑动变为滚动。测试结果表明，故障样机手动及电动合闸操作，地刀均能顺畅合闸，且在刚合位置导电管无瞬停抖动现象。手动操作，对应手动操作力达到33～45N。

此结果表明，滑动传动结构改滚动传动结构方案对改善地刀传动结构效果十分明显。由此再次说明，导向杆上的上下导向轴套之间的支撑、导向导程偏小，导电管受力状况不良，是导致地刀在刚合位置卡涩的主要原因。

此方案不足之处，因导向滚轮与导电管导向接触为点接触，导程偏短，支撑不足，导电管在分合闸过程中有晃动现象。

在将导向滚轮间导程增加150mm后，验证结果表明，导电管在分合闸过程中不再出现晃动现象。

该类型地刀在刚合位置出现卡涩现象，主要为导向杆上的上下导向轴套之间的支撑、导向导程偏小，导电管受力状况不良所致。其传动结构改进方案为滑动传动结构改滚动传动结构、缩短传动链和增加导程。