柔性觸頭研究及應用

聶滄禹　桂騰　李宏力　賴羅彬　王洪軍

【摘 要】本文基于對動靜觸頭合閘過程及原理的研究，提出了一種帶導向裝置的柔性觸頭，該結(jié)構(gòu)能夠在動靜觸頭對位發(fā)生一定偏移時，保持動靜觸頭正確對位，并可靠咬合，確保高壓設備的可靠連接及通流正常。在本文中柔性觸頭也將應用于車載融冰裝置中，連接融冰裝置與融冰母線，大大提高車載直流融冰的工作效率。

【關(guān)鍵詞】柔性觸頭；導向；融冰裝置

中圖分類號： TG43 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）17-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.17.021

【Abstract】Based on the study of the process and principle of the closing of the moving and static contacts，this paper proposes a flexible contact with guiding device.This structure can maintain the correct alignment of the moving and static contacts when the alignment of the moving and stationary contacts occurs.Reliable bite to ensure reliable connection and normal flow of high pressure equipment.In this article，the flexible contacts will also be used in the vehicle-mounted ice-melting device to connect the ice-melting device with the ice-melting busbar，which greatly improves the working efficiency of the vehicle-mounted DC melting ice.

【Key words】Flexible contact；Guide；Melting ice device

0 引言

高壓觸頭在變電站高壓設備中運用十分廣泛。不僅在正常投入運行時要確保導通高壓電流，而且高壓動靜觸頭間要確保可靠咬合。高壓觸頭的連接，往往借助了高壓設備的機械轉(zhuǎn)動傳動元件，各元件之間可靠緊密的配合，保障了高壓動靜觸頭可靠咬合及正常工作。但實際上，高壓設備的各元件由于設計制造等環(huán)節(jié)的問題，并不能完美的展現(xiàn)其功能，各元件與高壓觸頭的配合往往并不精準，導致了高壓動靜觸頭不能正常咬合、不能正常工作。嚴重情況下會造成高壓設備不能正常工作、甚至發(fā)熱燒壞，嚴重威脅了電力系統(tǒng)的正常運行。因此，解決動靜觸頭咬合不良的問題，需要研制一種簡易的動靜觸頭導向合閘的裝置，在動靜觸頭對位偏差情況下，依然使動靜觸頭在導向裝置的作用下咬合良好，保障動靜觸頭可靠連接，確保電網(wǎng)設備的安全運行。

同樣在車載直流融冰工作中，車載直流融冰裝置與被融冰線路之間需要高壓電纜進行連接，過程需要耗費大量的人力物力，造成車載直流融冰工作效率大大降低，若使用該柔性觸頭來取代融冰電纜，接入時方便、可靠、能減少大量融冰時的工作量，并且大大降低了工作中的風險，提高工作效率。

1 柔性觸頭結(jié)構(gòu)設計及原理

1.1 結(jié)構(gòu)設計

動靜觸頭導向合閘裝置的研制，包括導向裝置、彈簧、接線板及不銹鋼波紋管。機構(gòu)外部通過接線板導電，內(nèi)部由銅編織帶組成導電部分，并由四根壓縮彈簧鏈接，外部套上不銹鋼波紋管，觸頭側(cè)導向裝置為圓錐形，前端為球形，觸指側(cè)有同尺寸的圓錐形槽，彈簧具有的形變能力使動靜觸頭在導向合閘裝置的作用下咬合良好。利用動靜觸頭的連接，形成一個導電回路，路徑為：接線板——導電接線座——銅編織帶——動觸頭底座——動觸頭——靜觸頭——靜觸頭底座——銅編織帶——導電接線座——接線板。利用連接定位彈簧的可變性，使動靜觸頭的對位實現(xiàn)可變。如圖1。

1.2 各部件功能及作用

1）防護罩。外觀包裝；

2）動觸頭。連接靜觸頭的裝置，與靜觸頭配合，連接后，有承載較大電流的能力，是柔性觸頭的核心部件；

3）連接定位彈簧。連接導電接線座與觸頭，確保兩個部件的可靠連接；同時確保柔性觸頭具有柔性功能；

4）接線板/導電接線座。柔性觸頭連接其它設備的部分。是固定定位彈簧、銅編織帶、防護罩的固定裝置；實現(xiàn)方式兩種：一是圓形底板與矩形接線板連接，用角鋼固定；二是整體成型；如圖2；

5）銅編織帶。是導電接線座與觸頭之間的導電連接；

6）導向裝置。分為導向桿及V形導向槽。功能一是確保動靜觸頭剛接觸有偏差時，矯正偏差并確保動靜觸頭可靠接觸；功能二是引弧，減少動靜觸頭接觸時電弧燒傷，提高動靜觸頭壽命；

7）靜觸頭。連接動觸頭的裝置，與動觸頭配合，連接后，有承載較大電流的能力，是柔性觸頭的核心部件。

3 在車載融冰裝置上的應用

3.1 原有車載融冰裝置工作模式

原有的車載融冰裝置工作模式是通過高壓電纜將車載融冰裝置接入融冰電源箱引入電源，再經(jīng)過電纜將車載融冰裝置輸出端接入線路，每次接入車載融冰裝置時，需要準備輸入和輸出電纜各三根，工作人員7人，電纜搭接時間2小時，拆除時間1小時。在車載融冰裝置升流過程中，由于電纜長度較長，存在電纜受電動力影響損壞設備及傷人風險。

3.2 應用柔性觸頭后的工作模式

應用柔性觸頭后，車載融冰裝置與電源箱電源點的連接、車載融冰裝置與被融冰線路的連接都被柔性觸頭所替代（如圖3），不需要準備輸入輸出電纜，只需要1名駕駛員，裝置的連接與拆除只需要20s，大大降低了工作時間，提高了工作效率，降低了工作人員在作業(yè)過程中的風險。

3.3 應用中需解決的關(guān)鍵問題

應用柔性觸頭后，融冰車動觸頭與靜觸頭的連接受駕駛員駕駛水平的影響較大。駕駛水平會影響動靜觸頭對位的準確性。解決方法是：

第一步：在車輛行駛地面制作車輛行駛基準行駛線；

第二步：駕駛員對照基準行駛線駕駛?cè)诒嚕?/p>

第三步：安排專人進行駕駛指揮：

第四部：在動靜觸頭最終咬合位設置最終停車線。

4 結(jié)論

本文基于高壓動靜觸頭存在對位不準確、合閘咬合不準等問題，設計了一種帶導向裝置的柔性觸頭，本裝置結(jié)構(gòu)簡單易行，制作方便經(jīng)濟布置緊湊，除了在車載融冰裝置中，應用在實際中也能夠有效的保護電力設備及保證電力系統(tǒng)的安全運行。具有以下創(chuàng)新點：

1）柔性功能：動靜觸頭對位可變，在對位不齊的情況下，仍然能進行動靜觸頭分合，提高了應用范圍，在原有固定觸頭的模式下有較大提升；

2）導向裝置：實現(xiàn)動靜觸頭對位不齊情況下，導向裝置能確保動靜觸頭接觸時正確對位；

3）引弧功能：常規(guī)10kV及以下觸頭連接時，沒有引弧功能，觸頭壽命較短，導向裝置與引弧裝置的結(jié)合，不僅解決了導向，也能減少弧光對動靜觸頭的燒傷。

本裝置解決了動靜觸頭受高壓設備各元件配合等原因造成對位不準咬合不良的問題；裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝方便且維護簡單、裝置更換方便，有較強的實用性、經(jīng)濟性及可靠性，工作效率可提高20-30倍，且大大降低了檢修人員的作業(yè)風險。

【參考文獻】

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