10kV配電系統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)對(duì)策

張 明

國(guó)網(wǎng)福建尤溪縣供電有限公司

如今，在我國(guó)配電系統(tǒng)使用的設(shè)備中，應(yīng)用較為廣泛的屬高壓開(kāi)關(guān)柜。高壓開(kāi)關(guān)柜是一種的常見(jiàn)電力設(shè)備，主要在電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電以及電能轉(zhuǎn)換中起作用。目前，在我國(guó)高壓開(kāi)關(guān)制造業(yè)對(duì)于整個(gè)電力工業(yè)有著重要意義，尤其在輸變電設(shè)備制造業(yè)中必不可少。

1 .主流運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)結(jié)構(gòu)及性能

1.1 運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)主要作用及其影響

運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)作為中置手車(chē)式高壓柜的一個(gè)重要附件，在開(kāi)關(guān)柜安裝調(diào)試及運(yùn)行檢修時(shí)體現(xiàn)得尤為突出，主要是作為載體將斷路器手車(chē)移出柜外。對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)來(lái)說(shuō)，不僅要實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)導(dǎo)軌與開(kāi)關(guān)柜內(nèi)斷路器手車(chē)的對(duì)接，而且要保證兩者間連接的可靠性，這對(duì)于設(shè)備的保護(hù)和操作人員安全具有重要的意義。

在大量的調(diào)查和研究比對(duì)中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)對(duì)于中置手車(chē)式高壓柜的影響，主要體現(xiàn)在操作性、使用安全性、斷路器手車(chē)等方面。①對(duì)操作性和使用安全性來(lái)說(shuō)，效果在早期并不明顯，而是在使用過(guò)程中慢慢發(fā)揮作用，在最后較大程度地降低運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)操作性和使用安全性。②對(duì)于斷路器手車(chē)來(lái)說(shuō)，主要是由于撞擊力使車(chē)輪發(fā)生巨大形變，最終導(dǎo)致斷路器手車(chē)被困在導(dǎo)軌內(nèi)不能行走；因此，如發(fā)生此種故障，將帶來(lái)停電時(shí)間延長(zhǎng)等一系列問(wèn)題，大量數(shù)據(jù)顯示，10%～20%不同程度的車(chē)輪變形發(fā)生在產(chǎn)品投入運(yùn)行前。

1.2 主流運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)的基本類(lèi)型及比較

目前，常使用的中置手車(chē)式高壓柜運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)主要類(lèi)型為螺桿式結(jié)構(gòu)與掛鉤式結(jié)構(gòu)。①對(duì)螺桿式結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)與柜體連接以及斷路器手車(chē)的升降主要由螺桿裝置驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；斷路器手車(chē)在柜內(nèi)進(jìn)出通過(guò)螺桿傳動(dòng)裝置操作運(yùn)行。其中，西門(mén)子公司中置柜運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)為此種類(lèi)型的典型代表。②對(duì)掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)來(lái)說(shuō)，運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)與柜體的連接是通過(guò)掛鉤和導(dǎo)向桿來(lái)實(shí)現(xiàn)；另外，該種運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)類(lèi)型不設(shè)升降機(jī)構(gòu)，斷路器手車(chē)在運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)或柜內(nèi)的放置主要是由人力來(lái)完成，再由運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)的運(yùn)行來(lái)進(jìn)行操作；在掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)中，運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)與柜體內(nèi)兩個(gè)導(dǎo)軌面間的一致性是通過(guò)對(duì)手輪的調(diào)節(jié)來(lái)維持。這種類(lèi)型的典型代表是由ABB公司生產(chǎn)的中置柜運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)。

通過(guò)兩種類(lèi)型內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看，螺桿式運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)相對(duì)更精密一些，功能也更完善。但由于其復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和較多精密零件的需求，使得生產(chǎn)成本也大幅度增加，并且與開(kāi)關(guān)柜配套使用的運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)所需數(shù)量比較少，因此國(guó)內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)廠家對(duì)于這種運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)并沒(méi)有較多重視和投入。雖然螺桿式在性能上有很大優(yōu)勢(shì)，但較大的生產(chǎn)成本局限了它在社會(huì)上的普遍應(yīng)用。相反，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)成為了大多數(shù)生產(chǎn)廠家的首要選擇，得到廣泛應(yīng)用。但通過(guò)研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)可看出目前市面上生產(chǎn)的常規(guī)掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)都存在有不同程度的缺陷。不僅會(huì)對(duì)斷路器手車(chē)造成潛在的損害，使增加日常維修工作量，且會(huì)延長(zhǎng)停電時(shí)間，對(duì)供電的可靠性產(chǎn)生一定影響。

1.3 掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)常規(guī)結(jié)構(gòu)分析

第一種中置柜主要是用敷鋁鋅板制造，柜內(nèi)可安裝VD4系列或VS1系列的斷路器手車(chē)，此種運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)的中置柜大多與ABB公司生產(chǎn)的ZS系列較相似。此類(lèi)運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)的不足之處在于：①在運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)和柜體之間的連接只是依賴掛鉤來(lái)支撐，運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)上的兩個(gè)桿并不受力，僅僅起指引方向作用；②在進(jìn)行推拉操作時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)導(dǎo)軌與柜體導(dǎo)軌之間必須留有一定的距離，使掛鉤能夠順利插入開(kāi)關(guān)柜柜體內(nèi)，以保證操作的順利進(jìn)行；③在長(zhǎng)時(shí)間使用后，由于撞擊力的作用將會(huì)引起開(kāi)關(guān)柜柜體上與掛鉤相連處及運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)上掛鉤軸的形狀發(fā)生改變，導(dǎo)致加大導(dǎo)軌間距離，增加在使用過(guò)程中的不安全因素。

第二種結(jié)構(gòu)中置柜柜體主要由型鋼與金屬板件組裝。此種結(jié)構(gòu)的柜體同第一種相似，VD4系列或VS1系列真空斷路器手車(chē)同樣可安裝，且此種結(jié)構(gòu)可消除導(dǎo)軌間水平距離。但由于設(shè)計(jì)上存在垂直高度差，能引發(fā)產(chǎn)生更大的撞擊力，而且這種垂直高度差會(huì)因調(diào)整不當(dāng)持續(xù)增大，帶來(lái)一定的安全隱患。

2 .對(duì)于10kV配點(diǎn)系統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)對(duì)策

上文中對(duì)于常規(guī)的掛鉤式運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)提出了一些不足之處，為此，下面主要介紹一些改進(jìn)方案，主要分為以下幾方面：

(1)關(guān)于優(yōu)化安全凈距的設(shè)計(jì)

對(duì)于電路系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的短路現(xiàn)象，可通過(guò)對(duì)安全凈距的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)完善。選擇最佳的安全凈距，可有效防止出現(xiàn)短路現(xiàn)象，保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

(2)關(guān)于消除導(dǎo)軌間隙的操作設(shè)計(jì)

為保證運(yùn)轉(zhuǎn)器的高效運(yùn)行，更好地優(yōu)化開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最大程度地減少柜體導(dǎo)軌和運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)間的距離至關(guān)重要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，要確保當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)緊靠開(kāi)關(guān)柜柜體時(shí)，兩導(dǎo)軌間可靠接觸、無(wú)間隙，避免兩者間產(chǎn)生較大撞擊力，造成設(shè)備損傷和故障。

(3)關(guān)于鎖定裝置特別設(shè)計(jì)

為了更好地鎖定運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)，相關(guān)技術(shù)人員設(shè)計(jì)了一個(gè)凸輪裝置。在凸輪鎖定之前，掛鉤和開(kāi)關(guān)柜柜體連接面會(huì)存在一個(gè)操作距離，以保證掛鉤的正常插入；之后，旋轉(zhuǎn)凸輪，操作間隙即可被消除，使運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)和開(kāi)關(guān)柜兩個(gè)導(dǎo)軌之間緊密相靠，在進(jìn)行推拉斷路器手車(chē)操作時(shí)，大大提升了操作的可靠性。

(4)關(guān)于操作間隙的調(diào)整設(shè)計(jì)

開(kāi)關(guān)柜在長(zhǎng)期使用后，由于摩擦作用導(dǎo)致的一些損壞，運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)上掛鉤和凸輪之間的操作間隙會(huì)增大，從而使鎖定的效果有所減小。因此，調(diào)整墊的出現(xiàn)就可避免這種情況，將調(diào)整墊加在凸輪與運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)之間，可產(chǎn)生比較理想的效果。

結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)的電力設(shè)備產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)內(nèi)電氣產(chǎn)業(yè)的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，但目前使用的部分設(shè)備依然存在有一定的問(wèn)題，對(duì)我國(guó)居民正常的生產(chǎn)生活用電帶來(lái)一些困擾和影響。本文在提出一些關(guān)于設(shè)備的優(yōu)化建議后，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)在操作可靠性、安全性、操作簡(jiǎn)便程度以及對(duì)斷路器手車(chē)的保護(hù)程度方面都有大幅度的提升，為10kV配電系統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜的發(fā)展作出重要的意義。

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