氣動隔離開關利用氣缸輸出軸通過與傳動軸的連線，將氣缸的分、合運動轉化成傳動軸90°範圍的旋轉運動，安裝在傳動軸上的導電桿 從而實現自身的分、合閘運動。氣動隔離開關採用水平開啟式結構，通過齒輪變比，導電桿在180°範圍內水平旋轉;接地刀直接安裝在與氣缸連線的傳動軸上，在豎直平面內90°合閘。
基本介紹
- 中文名：氣動隔離開關
- 外文名：Pneumatic isolating switch
- 類型：電力設備
- 特點：氣缸氣動控制
- 領域：能源
- 學科：電氣工程
簡介,正常使用條件,主要參數和技術性能,產品典型結構設計,整體結構,靜觸頭設計,引弧裝置設計,產品電動力計算,
簡介
近年來，隨著國家經濟的發展，電力作為一種清潔能源，需求量越來越大。國家電網公司、南方電網公司均加大了電網投入，高壓開關行業迎來了新的發展機遇，越來越多的新產品湧向市場，而國內高壓開關設備的試驗能力不足，制約了新產品的發展。平高集團有限公司在國家電網公司的領導和支持下，決定建設一個大容量強電流的試驗基地。建設這樣一個大容量強電流試驗站，需要研發一批滿足試驗站使用需求的新型氣動隔離開關。此類隔離開關均採用氣動操動機構，絕緣水平及機械壽命具有很高的要求。
正常使用條件
環境溫度:-15℃一+450℃
海拔高度:不超過1 000 m;
相對濕度:月平均相對濕度不大於90%;
安裝場地:戶內。
主要參數和技術性能
氣動隔離開關的主要技術參數見表
主要技術性能指標為:
- 用氣動操動機構，操作氣壓0.7 MPa;
- 可靠的絕緣結構設計;
- 分、合閘位置均有可靠的指令提示;
- 滿足10 000次機械壽命使用要求。
產品典型結構設計
整體結構
GW=-145型氣動隔離開關採用水平開啟式結構，通過齒輪變比，導電桿在180°範圍內水平旋轉;接地刀直接安裝在與氣缸連線的傳動軸上，在豎直平面內90°合閘，整體結構見圖。GW=-363型氣動隔離開關採用垂直開啟式結構，導電桿採用單臂直掄式結構。氣缸輸出軸通過與傳動軸的連線，將氣缸的分、合運動轉化成傳動軸90毒範圍的旋轉運動，安裝在傳動軸上的導電桿從而實現自身的分、合閘運動。在分、合閘過程中，平衡彈簧有效的平衡導電桿自身的重力矩，整體結構見概述圖。
靜觸頭設計
GW-145型氣動隔離開關水平開啟時，導電桿在自身重力以及零部件的配合間隙的影響下產生撓度變形，導電桿下垂。由於零部件配合間隙的不確定性，使得導電桿的下垂量實際值與理論值略有偏差，為了保證產品能夠可靠的分、合閘，設計了一種上下位置可調節的靜觸頭。此外，由於操動機構氣缸運動的特點，氣缸輸出力無法快速達到需要的操作力，需要一定的時間逐步增長，這就導致產品導電桿在分閘信號給出初期存在停頓問題，停頓過後，導電桿突然運動，整個分閘過程不平穩。為了消除停頓，在靜觸頭側設計了一套緩衝彈簧裝置，在分閘時，給導電桿提供一個彈簧推力，助於導電桿的分閘，使得整個分閘過程更加平穩。
引弧裝置設計
GW=-363型氣動隔離開關，為了防止分、合閘過程中動靜觸頭間產生的電弧對主觸頭造成燒損，從而影響產品通流的可靠性，在產品動觸頭側設計了一套引弧裝置，弧觸頭選用銅鎢合金材料。產品合閘時，兩側的弧觸頭先接觸，動、靜觸頭後接觸;產品分閘時，動、靜觸頭先分開，兩側的弧觸頭後分開，保證分、合閘時產生的電弧由引弧裝置來耐受，從而達到保護動、靜觸頭的作用。
產品電動力計算
根據平高集團有限公司大容量強電流試驗站隔離開關的使用需求，新型氣動隔離開關產品額定短時耐受電流需達到16 kA (1 s)，產品額定峰值耐受電流需達到25 kA。現對現場運行條件最苛刻的GW=-363型氣動隔離開關的額定短時耐受電流、額定峰值耐受電流進行計算分析。
GW-363型氣動隔離開關通流時，電流路徑如圖5所示:管母一金具一接線板一角鋁一靜觸頭安裝板一過渡塊一靜觸頭一動觸頭一導電桿一導電帶一接線板一母線。對產品整體而言，靜觸頭和導電桿可以簡化為一個L形導體，按照垂直導體間電動力的分析方法進行計算，簡化結構見圖6。
