GIS隔離開關、接地開關機構的模擬試驗裝置探討

李峰濤 梁芝賢 張 英國網陜西省電力公司西安供電公司 陜西西安 710000

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GIS隔離開關、接地開關機構的模擬試驗裝置探討

李峰濤 梁芝賢 張 英
國網陜西省電力公司西安供電公司 陜西西安 710000

【文章摘要】

為了確保在額定負載下的檢測機構具有較高的一致性、可靠性、安全性，本文對一種模擬實驗裝置進行了設計，其主要是利用電磁控制的原理，配備了控制器，并且配置了加載器，對整套裝置的電氣部分和機械部分進行了設計和試制，從而保證了負載力矩的無極可調的實現。這一裝置能夠對機械特性測試儀進行配置，對分合閘速度和時間進行測試，因此可以很好的檢測機構的裝配質量問題。

【關鍵詞】

GIS隔離開關；接地開關機構；模擬實驗裝置

GIS是氣體絕緣金屬封閉組合電器的簡稱，在最近幾年GIS得到了十分廣泛地應用。在GIS中接地開關和隔離開關屬于重要的組成元件，在裝配完成之后，必須要對其操動機構實施一定次數的操作試驗，從而能夠對機構的裝配質量進行驗證。然而因為受到條件的限制，一般在完成裝配之后只能對操動機構進行簡單的動作試驗，很難進行相關整機機械特性試驗。為此，必須要將一種能夠在多種GIS接地開關、隔離開關機構中適用的模擬實驗裝置設計出來。

1 GIS隔離開關、接地開關機構的模擬試驗裝置方案設計分析

該設計與很多種GIS接近開關、隔離開關機構具有密切關系，選擇直接輸出和四連桿輸出的方式作為機構對外連接的方式。由于滑塊式結構模擬試驗裝置具有單一的連接方式，再加上各種機構具有多樣性的連接形式，所以必須要將多種負載裝置設計出來，而且要想裝配調整每一種裝置的負載往往比較困難，而如果選擇開關本體試驗的方式，其需要非常大的占地面積。因此筆者經過分析和研究，將一種能夠將多種機構試驗完成的模擬試驗裝置設計出來，該裝置具有維修方便、容易控制、較小的占地面積等一系列的特點，其主要的工作內容為：首先將系統安裝架設計出來，在安裝架上固定加載器，同時將一種特殊的聯軸器設計出來，連接專用的控制器，對加載器進行手動控制。通過對輸出連桿機構、對接法蘭、外部傳動主軸、多功能計時計數器、速度傳感器等部件的利用將成套測試裝置組成，保證了負載力矩的無極可調的實現，在多種GIS接地開關、隔離開關機構中均可適用。

2 GIS隔離開關、接地開關機構的模擬試驗裝置的原理和結構

2.1模擬試驗裝置的原理分析

在該模擬試驗裝置中加載器是最為主要的部件，其主要的原理是電磁原理，工作介質為磁粉，控制手段為激磁電流，這樣就能夠對加載力矩進行有效的控制。其激磁電流和加載力矩之間具有非常好的線性關系，只需要對激磁電流的大小進行控制，就能夠對加載力矩的大小進行輕易的控制。正常情況下，其加載力矩和激磁電流之間具有正比例的線性關系。利用加載器的方法獲取模擬試驗裝置的負載，這種方式在控制的時候比較方便，而且具有較低的費用，整套裝置的電氣部分和機械部分會向GIS相關機構進行傳遞，從而開展各種試驗。

2.2模擬試驗裝置的內部結構

將一個加載器安裝在安裝架上，利用聯軸器實現加載器和傳動主軸之間的對接，將輸出傳臂裝設在傳動主軸上，其可以保證對外四連桿結構的連接方式的實現，傳動主軸的支撐就是軸承支座，由手動控制器控制加載器。對接法蘭和傳動主軸共同將對外輸出構成。在傳動主軸上設置速度傳感器、多功能計時計數器和速度傳感器共同將速度測試的輸出系統構成，其能夠對機械特性測試儀進行配備，從而對分合閘的速度和時間進行測試。將試驗永和橋是用的電器元件設置再安裝架的面板上，比如，位置指示器，，試驗狀態開關，功能選擇開關，合閘按鈕，分閘按鈕等。

加載器的組成部分主要包括磁粉，加載線圈、固定支座、軸承以及輸入軸等，在固定支座上利用軸承對輸入軸進行固定。在固定支座上設置激磁線圈，將粒狀磁粉填充在固定支座和輸入軸內壁之間。如果其中的勵磁線圈不加電，這時候輸入軸就可以實現自由的轉動；如果激磁線圈處于加電的狀態，這時候在磁力的作用下就會將磁粉吸引過來，從而形成硬化現場，最終會對輸入軸的轉動產生阻礙作用。

2.3確定模擬負載的方法

第一種方法：首先選擇5到10臺機構，然后將GIS開關裝入進去，確保試驗合格之后，將模擬試驗裝置裝入，隨后以開關本體時間作為根據，最后是分合閘負載。

第二種方法：對GIS開關力矩進行直接的測量，同時將其作為對模擬試驗裝置負載力矩進行調整的主要依據。

在確定模擬試驗裝置負載的時候可以用到上述的兩種方案，在具體運用的時候必須要以實際的情況為根據確定合理的方案。

3 GIS隔離開關、接地開關機構的模擬試驗裝置的生產應用分析

3.1對機構特性進行驗證

利用數顯力矩扳手直接測量GIS接地開關機構的直動密封軸的部位的力矩，在確定各項參數指標滿足出廠檢驗項目和相關的技術規范之后，測試開關機構，然后就能夠獲得其機械特性。將獲得的機械特性參數作為依據，對模擬試驗裝置的負載力矩進行合理的調整，通過實驗我們發現，該機構具有200N·m的額定輸出力矩，不超過4s的分合閘時間，因此我們可以確定該機構與相關的技術要求完全符合，而且具有很高的安全裕度。

3.2測量時間

從給出操作信號開始，直到機構完成規定的分閘或者合閘動作所需要的時間就是電動分閘或者合閘時間。一般來說，彈簧機構可供測量的有兩種時間，一種時間就是上述的電動分閘或者合閘時間，另外一種時間就是從給出操作信號之后直到機構到端口位置的這一段時間，這就是所謂的模擬觸頭動作時間。

3.3測量速度

首先是采用速度測量儀進行測量；其次能夠通過對模擬端口尺寸與分合閘時間的比值為根據最終獲得。

4 結語

經過研究，我們發現這種模擬試驗裝置測試系統具有方便的負載力矩調整、緊湊的結構、較高的可靠性、齊全的功能等一系列的特點。經過簡單的擴充之后，該裝置還可以在其他類型的機構中使用，因此其使用價值比較高，對GIS的有關機構的產品研發、產品改進和出廠檢查等具有較大的參考價值。

【參考文獻】

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[3]張國燦,蘇東青.智能型高壓隔離開關位置激光監察裝置的設計[J].自動化應用. 2012(03)