李传辉 朱科举
平高集团有限公司
摘要：设计一种母线箱托板，作为GIS 间隔母线箱对接的工装，用于组合电器导电杆的安装。首先介绍了母线箱托板的设计方案，然后运用SolidWorks 进行建模和静力学仿真分析，仿真结果显示能够可靠使用。
关键词：母线箱托板; GIS; 设计; 仿真;
0前言 (2)材料强度高，避免托板破裂；
目前GIS 组合电器产品中的母线多应用三相 (3)拖孔位置精确，提高工作效率；
共箱结构，相邻间隔或一段箱体内的导电杆采用触 (4)同时满足两种相序类型导体的安装。指接触形式的静触头连接，且该连接为活动连 设计的母线箱导电杆托板，如图1 所示。接[1]。因此在进行母线对接时，对导电杆的安装需要准确定位并避免划伤母线箱内壁。
三相GIS 母线早期的安装方式存在高度控制不准，易损伤GIS 设备，对接困难及对接错位等缺陷[2]。现阶段使用的安装托板，仍然存在托板易断裂破损，专用性强的缺点。本文以110kV 三相GIS 母线为例，根据母线相序类型“正△”型和“右▷”型，设计一种新型母线箱导电杆安装托板，通用性 好，结构简单，可靠耐用。
图1-母线箱托板设计图
Fig. 1-The design of busbar cylinder plate
1结构设计
其特征是：包括支撑板和固定销，支撑板为8mm 厚PVC 硬聚氯乙烯板，质量轻强度高；板左右
根据GIS 三相母线箱导体的使用特性，托板设 两侧弧形对称，安装孔位置与母线箱法兰螺孔对
计时需满足以下要求： 应，支撑板通过固定销与母线箱连接；位置1、2、3
(1)重量轻，减少人员体力消耗； 处的半圆形凹槽，与母线箱三相导电杆位置对应，半径与对接使用的导电杆半径相同，定位准确；同时满足两种相序导体的支撑安装工作。
2母线箱托板仿真分析
2.1仿真前设置
运用SolidWorks 建模并进行仿真分析。为能够更好地反映托板的实际力学性能，获取准确的仿真结果，对托板仿真条件进行设定[3]：
(1)不考虑托板倒角和圆角部分；
(2)托板与母线箱体的约束视为刚性联接；
材料属性设置：在SolidWorks Simulation 中，新建静态仿真分析算例，通过应用材料命令，明确8
mm 厚PVC 硬聚氯乙烯板的材料属性[4]：密度1.4 kg/m3、弹性模量 3 140 MPa、泊松比 0.319、剪切模量
866.7 MPa、张力强度45.7 MPa、抗拉强度50 MPa。夹具约束设置：根据托板使用特性，对其设置
“固定几何体”约束，分别施加于托板4 个安装孔。外部载荷设置：在对托板施加载荷时，除了支
撑导体的作用力，还需要加载引力；设置导电杆重量30 kg（导体以3 m 为例，10 kg/m），作用力施加在位置1、2、3 处半圆形凹槽面。
网格设置：运算条件设置完成后，合理设置网格参数，提高仿真精度。
2.2强度分析
2.2.1工况1 强度分析结果
运行Simulation 算例 1，得静态应力图和静态位移图，如图2、图3 所示。
.png)
由分析结果图2可知 托板受最大静应力0.66MPa，小于材料屈服力30 MPa；由图3 可知 托板受力发生静态位移0.04 mm，可忽略 即在工况1 状态托板能正常工作。
.png)
2.2.2工况2 强度分析结果
运行Simulation 算例 2，得静态应力图和静态位移图，如图4、图5 所示。
.png)
由分析结果图6 可知，托板受最大静应力2.5MPa，远小于材料屈服力30 MPa；由图7 可知，托板受力发生静态位移0.5 mm，可忽略，即在工况2 状态托板能正常工作。
3结语
设计了一种GIS 母线箱托板，通过SolidWorks 软件对其进行仿真分析，结果表明强度满足使用要求，证实了设计的合理性，能够实现相序类型为“正
△”型和“右?”型筒体导电杆的支撑安装工作，提高母线箱安装效率。
参考文献
[1]黎斌著.SF6 高压电器设计[M]. 北京:机械工业出版社, 2003.
[2]肖培伟. 一种GIS 的间隔母线对接的工装:中国,204216482U [P].2015-03-18.
[3]李建中,白玮. 基于SolidWorks 的煤矿综采工作面切口开挖机运动仿真[J]. 煤矿机械,2015，36(1):144-146.
[4]乐嘉龙. 建筑五金实用手册[M]. 北京:中国电力出版社,2002.