刀閘傳動連桿可靠接地裝置的研制

胡龍春，祁建華，袁志鋒

(國網江蘇省電力公司常州供電公司，江蘇 常州 213003)

刀閘傳動連桿可靠接地裝置的研制

胡龍春，祁建華，袁志鋒

(國網江蘇省電力公司常州供電公司，江蘇 常州 213003)

針對目前刀閘傳動連桿接地安裝、使用過程中存在的缺點和不足，提出了新型刀閘操作連桿接地裝置的研制，介紹了裝置的研制過程，并通過現場實踐展示了其方便安裝、提高效率、降低安全隱患的優點。

刀閘；傳動連桿；觸片；接地裝置

0 引言

為了保障正常用電，近幾年新建及改、擴建的110?kV及以上變電站越來越多，其中戶外式變電站新增較多。戶外式變電站的刀閘安裝一向是電氣安裝公司施工現場的工作重點，刀閘安裝速度的快慢、安裝質量的好壞直接影響到整個工程的進度、質量和安全。

在以往安裝過程中，刀閘吊裝到位后，刀閘操作機構箱與刀閘本體的操作連桿的接地一般采用不直接接地方式。這種接地方式，在正常天氣條件下沒有問題，但在大霧天和雷雨天氣時就可能引起放電，給設備正常運行和人身安全帶來隱患。為保證運行安全，提高施工效率，且不影響連桿操作，現研制了一種可靠的新型接地裝置。

1 新型刀閘操作連桿接地裝置的研制

1.1 新型接地裝置設計方案

結合幾種常見型號刀閘及現場實際工作情況，本著安全可靠、安裝方便、價格適中、不影響刀閘操作的原則，對傳統的接地裝置進行優缺點分析，并基于此提出了3種刀閘操作連桿接地裝置的設計方案。

1.1.1 ??方案1：多股軟銅線接地裝置

取25?mm2的多股軟銅線60?cm，兩端壓接銅接線端子，一端固定在傳動桿上，另一端直接接地。1.1.2??方案2：抱箍式接地裝置

根據傳動桿的尺寸，將40?mm×4?mm的熱鍍鋅扁鋼制作成2個半圓形抱箍，夾住傳動桿，在抱箍連接處安裝彈簧（見圖1）。

圖1 抱箍式接地裝置

1.1.3 ??方案3：靜觸頭式接地裝置

用6塊寬30?mm、厚3?mm、長120?mm的彈性銅排和1塊寬43?mm、厚20?mm、長60?mm的銅塊，制作出刀閘靜觸頭形狀的接地裝置，如圖2所示。

1.2 設計方案比較、選擇

通過對上述3個方案的分析比較，可得出以下結論。

(1)?方案1采用軟銅線，雖然取材方便、制作簡單、成本低廉，但銅接線端子與傳動桿長期處于戶外，接觸面易腐蝕、生銹；而且連桿的管壁薄(僅3?mm)，緊固螺絲時易滑牙；同時對傳動桿轉動也造成一定影響，也不美觀，故作為備用方案。

(2)?方案2采用扁鐵，優點是制作簡單，但長期在戶外容易受到環境影響，易生銹使電阻值增加，且影響傳動桿轉動，不適于實際使用，故不考慮。

(3)?方案3是將閘刀靜觸頭加以改造，使之與傳動桿相配套，其導電率高、不生銹，且不影響傳動桿動作，所以選擇方案3作為最終方案。

圖2 刀閘靜觸頭形狀的接地裝置

1.3 材料選擇

根據材料性能及市場價格情況，對“靜觸頭式接地裝置”的組件觸片材料提出2種初選方案。

(1)?鋁合金材料。6005型鋁合金常用于制作擠壓型制品與管材制品，市場價格22?000元/t，彈性壓力為5?kg/cm2。

預算：使用鋁合金制作1套接地裝置，其成本約為200元。

(2)?銅鎢合金材料。銅鎢合金觸片彈性好，壓接力為20?kg/cm2，市場價格70?000元/t。

預算：使用銅鎢合金材料制作1套接地裝置，其成本約為330元。

對以上2種材料進行特性和適用情況比較，如表1所示。

表1 2種材料特性和適用情況的比較

由表1可知，由于鋁合金材質彈性小、不能滿足導電率要求，被直接否定；銅鎢合金材質具有彈性好、壓接力大、導電率大、耐磨損、不易氧化等特性，因此決定采用其作為接地裝置的制作材料。

2 “靜觸頭式接地裝置”的制作

方案確定后，經過多次討論和分析，決定以110?kV?GW4型刀閘為樣本進行圖紙設計。要求組裝后不影響刀閘分合閘操作，且接觸電阻值不大于4?μ Ω。

具體制作要求如下：

(1)?觸片的厚度為3?mm，長度為120?mm，要有2個直徑為6?mm的固定孔，孔距為10?mm；

(2)?銅塊寬43?mm，長60?mm，厚20?mm，側面有2個直徑5?mm的固定孔，孔距30?mm；

(3)?在銅塊正面開2個10?mm的孔；

(4)?所有部件均需鍍錫；

(5)?接地裝置通過使用扁鋼制作的接地引下排接地。

3 效果檢驗及優化

3.1 模擬實驗

戶外刀閘傳動桿接地裝置樣品制作成功后，在110?kV瑞聲光電變電站GW4刀閘傳動桿進行模擬實驗，如圖3所示。對靜觸頭與傳動桿間的電阻值進行測量，測量結果小于2.5?μΩ，可知新型接地裝置符合設計要求。

圖3 刀閘傳動桿接地裝置模擬試驗

3.2 進一步優化改進

“靜觸頭式接地裝置”組裝方便，操作靈活，但也存在3處不足之處。

(1)?采用50?mm×6?mm扁鋼制作接地引下排，由于扁鋼長期在戶外受風吹雨淋，容易受到腐蝕，電阻值隨之增大。

改進方法：采用50?mm×10?mm的紫銅排，并在接頭處鍍錫。由于銅排易于加工，且銅排鍍錫后不易腐蝕，保證了導通率。

(2)?連接處的固定螺絲使用不銹鋼材質，容易滑牙、咬死。

改進方法：熱鍍鋅螺絲具有取材方便、經濟實惠的特點，因此將不銹鋼螺絲換成熱鍍鋅螺絲。

(3)?觸頭與傳動桿插接處摩擦系數偏大，操作時可能轉動不到位。

改進方法：對傳動桿鍍錫，并在插接處涂抹凡士林，將摩擦系數減至最小，使之對操作連桿轉動的影響降到最低。

3.3 實際應用

2014-09-04，在某110?kV主變上對“靜觸頭式接地裝置”進行實際應用。經測試，其電阻值為2.5?μΩ，比目標值4?μΩ還降低37.5?%。這說明，使用“靜觸頭式接地裝置”可保證較高的導電率，提高了使用的安全性，延長了設備的使用壽命。

4 結束語

針對傳統刀閘傳動桿接地裝置在長期受到外界環境影響后，電阻值增大、導電率降低，影響到設備安全運行的缺點，研制出“靜觸頭式接地裝置”，其可在不受環境因素影響的同時保證刀閘的正常操作，且不需要對原設備作大的變動，使設備安全運行得到了可靠保障。

1?國家電網公司．國家電網公司電力安全工作規程(變電部分)[M].北京：中國電力出版社，2009．

2015-02-17。

胡龍春(1964-)，男，工程師，主要從事電廠安全質量管理工作，email：hlc640917@sina.com。

祁建華(1954-)，男，高級技師，主要從事變電安裝工作。

袁志峰(1979-)，男，高級工，主要從事變電安裝工作。