新型储能一体结构分析与负荷开关配合的探讨

贺建新

摘 要：在文章的研究过程中，主要针对新型分闸弹簧连杆和合闸推板一体结构进行研究和分析，确保能够有针对性地推出一套具有较强一体化的结构设计方案。同时，在结构设计当中，设备由操作轴、传动齿轮组、储能组件、合闸凸轮、分簧连杆、合闸推板以及分闸组件等部分构成。在这样的结构设计当中，将分闸弹簧连杆以及合闸推板进行一体化结构设计，能够有效提高传动效率且保障结构的简化设计，使得在结构布局方面更加合理。并且避免了传统结构设计当中出现的累计的设计、加工装配而导致的角度上的误差，或者在紧固件销钉上出现的故障，以此有效提升设备的使用寿命。

关键词：分闸弹簧;合闸推板;一体结构;负荷开关

中图分类号：TM56 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2020）09-0008-02

文章研究的是一种在配电设备领域当中的新型结构设计类型，以此形成了一种全新的一体化结构设计。对该装置进行了内部方面的整体优化设计，以此有效提升了该设备的结构合理性。同时，在实际运行过程中，也可以避免因结构方面的缺陷问题而对设备运行造成严重影响，进而降低设备的使用寿命。

1 技术背景

在现阶段的技术发展过程中，配电设备领域当中的技术应用，一旦在实际操作过程中出现了人为操作的失误，导致中高压交流配电出现了一定的操作失误，就会对施工人员或者维修人员造成严重的生命威胁。因此，在相关设备的负荷开关结构上，都会进行一定的联锁结构设计，以此避免工作人员在实际操作过程中，由于个人的操作失误而造成严重的安全事故。

此种设计可使结构在处于合闸的装置下，就可以很好地利用联锁结构抵挡住相应的操作轴。这样，就使得相关操作人员无法直接对操作轴进行控制，或者在结构处于接地状态的时候，便可以利用其联锁结构方式有效避免分合闸的操作轴。同时，操作人员以及维修人员在进行操作的过程中，也能够有效避免直接进行合闸或者接地的操作。

但是现阶段在市场当中，对于大多数的联锁结构，始终有着质量方面的问题。或者在一些质量较好的设备上，成本要求过高，使得在进行操作的过程中，结构的复杂程度也较高。现阶段，对于应用的结构连杆轴而言，基本上都采用了分体安装的结构类型[1]。同时，在连接处的实际加工以及结构的配合间隙方面，有着较大的可能性。因此，在日常使用过程中，会对合闸的角度以及结构寿命造成较为严重的影响。

2 新型分闸弹簧连杆和合闸推板一体结构

文章研究过程中提出了新型分闸弹簧连杆以及合闸推板一体结构。在内部构造上，有着储能组件，其储能组件方面由储能齿轮所构成。而对于合闸组件而言，在内部安装有合闸凸轮，在设计过程中将合闸凸轮安装在了储能齿轮的外侧位置，并伴有合闸弹簧的设置。对于分闸组件而言，主要利用合闸刀，焊接到合闸组件之上，在实际操作过程中使得内部组件更为简化。不再需要运行的过程中，进行合闸推板的装配操作。以此能够有效降低装配工作过程中出现的累计误差问题，以免对整个结构造成严重的影响。

该结构主要由拉伸弹簧、“L”形连杆、连接销、推板构成，核心在于导叶臂侧球轴承中心与连接销之间产生的偏心量。通过结构上的力对连接销产生力矩平衡，促进结构正常开关导叶。在结构两侧的操作力产生作用，增加到设定值结构力矩均衡状态，被破坏结构弯曲产生较强的保护作用，偏心量大小对结构动作力产生决定影响。为对弹簧连杆动作力大小进行调整，可在连杆之间设置带有偏心量的螺钉。连杆结构正常状态与动作状态下，力矩平衡方程如下：

式中，Fk代表的是弹簧预加力;K代表的是安全系数;k代表的是弹簧弹性系数;x代表的是弹簧压缩行程;Fs max代表的是弹簧连杆两侧操作力的最大值。当导叶启动后，结构在向外拉力影响下，作用于锁定盖与套管。此时，弹簧拉杆与常规连杆没有明显区别。当导叶向闭合方向正常运动时，结构在向内侧压缩力的影响下，壓缩力可作用于弹簧两侧，因预压缩力的作用不断增加，超过最大操作力。在常规闭合时，弹簧压缩量始终固定，且张力大于两侧的压力，多余力由套管来承受。一体结构在机组开关中做空间运动，连杆受到一定的弯矩影响，使弹簧受力状况得到有效改善。当导叶闭合时被卡住，作用于该导叶的连杆两侧压力逐渐增加。当上升到弹簧动作力相同的数值时，弹簧动作将顺着导向螺钉逐渐压缩，信号元件会发出信号，调速器的导叶也会开启，水流将异物冲走，结构受到弹簧张力的影响恢复到原始状态，机组正常关机，此时无需停机[2]。但是一体结构中单纯由中间位置的导向杆结构承受弯矩，因导向杆为螺纹连接式，自身刚性较弱，长期应用时容易出现误动作，应对受力情况加强重视。

3 一种环网柜用的进出线弹簧操作结构

3.1 结构原理

负荷开关是一种能够在实际操作过程中实现对电源、道闸操作的设备。同时，能够在运行的过程中开断额定负荷电流，是一种无灭弧或简易灭弧的开关设备。在负荷开关的安装过程中，在分闸位置的时候，其开关上的触头之间，需要有着符合相应电压等级标准的实际绝缘距离（简称开距）。同时，还需在开关上进行断开标记。一般情况下，在高压电源下使用的高压负荷开关，也就是在额定的电压，在10kv以上的时候使用的负荷开关。在具体运行过程中，其负荷开关的基本运行原理比较简单。同时，内部构造也相对简化。但是由于在日常工作过程中，往往有着较高的应用程度，对于该设备的应用可靠性有着较高的压迫力。在高压负荷开关的运行过程中，往往能够直接影响到变电所、电厂和理性设计，需要充分保障建立出安全性以及稳定性较高的设备。

在当下的市场环境当中，虽然一些进出线弹簧操作结构能够实现一定程度的开闸和分闸，甚至可以实现接地操作，但是在运行过程中，三个不同模块之间缺乏相应的联系性，仅仅作为单独存在的模块出现。以此就使得不需要接地就能够进行直接的操作。在实际操作过程中，即使没有进行有效的接地，也能够进行电缆室门的开合。为此，在这样的操作过程中，都能够对相关维修工作人员的安全造成严重危胁。以此，在进行进出线弹簧操作结构的设计过程中，需要对其进行较为可靠的优化处理。

3.2 关键技术

在形成环网柜所用的进出线弹簧操作结构方面，往往涉及到接通、隔离、接地以及上下传动轴的操作原理。并且在内部的构成上，也包含着五防联锁等结构设计。

同时，在这样的结构下，使得运行过程中，让传动轴的移动有效带动弹簧的移动，以此推动结构进行运动。在对双传动轴进行顺时针摆动的时候，形成电路的接通处理。反之，则形成隔离电路。而在对下传动轴进行顺时针操作时，则可以形成结构的接地操作。反之，则形成分闸操作，形成电路的接地隔离。

同时，在对负荷开关进行实际操作的过程中，形成的开关分、合闸的时候，往往需要将手柄插入到结构的上操纵孔当中。对其进行一定的顺时针操作，就能够很好地将负荷开关进行相应的开合闸。一旦在接地的开关处于合闸的状态当中，其结构上的指示板就能够有效地将负荷开关的操作孔进行遮挡，以此无法进行负荷开关的操作[3]。

而在接地开关的操作过程中，其开关的分合操作，就需要相关工作人员能够将手柄插入到结构的下操作孔当中。而对其进行逆时针旋转的过程中，可以很好地进行相应的操作。负荷开关在合闸位置上的时候，其结构的指示板可以很好地将其操作孔进行遮挡，以此有效组织开关的实际操作。

3.3 技术原理

在结构操作过程中，其每个不同步骤都能够具有较好的联锁功能。而在实际的五防联锁方面，也能够符合现阶段国家电网的实际需求。如结构在实际的分闸位置，能够放置在接地的位置上。同时，还需要充分保障结构能够处于分闸位置上。一旦开关并没有处于分闸位置上，这时候就需要进行结构的分闸操作，进而避免结构无法有效实现接地操作的情况。

在使用这样的结构时，能够具有较为可靠的结构形式。同时，在其形成的机械联锁功能方面，能够在正常情况下进行实际操作。为此，就不需要再额外实施操作。同时，在应用过程中，也能够充分满足结构联锁方面的需求，保障在该结构下能够实现较为可靠的机械强制性。

在实现联锁效果时，有几个基本的条件需求。首先，对于负荷开关而言，在进行分闸位置操作时，往往需要進行接地开关操作才可以进行相应的合闸。而在进行接地开关分闸操作时，则需要对负荷开关进行合闸操作才可以实现。在开关电缆室门时，需要接地开关能够接到实际的准确位置上，才可以进行相应的操作。为此，只有在电缆室门关闭后，其接地开关才可以进行分闸操作。

4 结语

综上所述，在分析这种新型分闸弹簧连杆和合闸推板一体结构过程中，首先是对于传统结构的创新和优化。在进行实践的过程中，能够很好地实现内部结构的充分优化。同时，也能够进一步保障工作人员在工作过程中的安全性，确保生产过程能够顺利安全地进行。

参考文献

[1] 阮绵晖，陈建福，陈锐.10 kV快速机械开关斥力结构仿真分析[J].高压电器，2020，56（10）：141-146，154.

[2] 刘欢庆，南东亮，王龙龙.断路器故障引起高抗匝间保护跳闸原因分析[J].电气技术，2020，21（10）：127-132.

[3] 石峰，王淼，叶德武.一起分闸掣子缺陷引起的断路器合后即分故障分析[J].电气应用，2020，39（10）：89-94.