基于新型电触头技术的铆接式刀闸安装

发表时间:2021/4/20   来源:《中国电业》2021年第2期   作者:沈迎涛
[导读] 电触头作为配电网中最基础的装备,是负荷开关中的关键部件,
        沈迎涛
        欧玛嘉宝(珠海)开关设备有限公司  

        摘要:电触头作为配电网中最基础的装备,是负荷开关中的关键部件,其性能直接影响高压电器的质量及使用寿命。本文详细介绍了一种新型电触头铆接式刀闸的安装过程,可以有效地提升新型电触头的性能。

        关键词:电触头,铆接式刀闸
        
        2009年5月21日国家电网公司首次向社会公布了“智能电网”的发展计划,到2020年全面建成统一的“坚强智能电网”。而电触头作为高压断路器、开关柜、隔离开关、接地开关的重要部件,是配电网中最基础的装备,其性能直接影响这些高压电器的质量及使用寿命,其智能化的发展是变电站综合自动化、配电网络自动化的基础,是实现“智能电网”中的重要一环。当其接触时电路接通,其相对运动可断开或闭合电路,或靠其转动或滑动保持电路接通。
         一、新型电触头技术
   电触头需要其有承载额定电流,又要具备短路关合能力、抗熔焊能力,高耐电磨损能力,这对电触头提出了很高要求。原有的电触头采用铬锆铜,但该材料本身不容易制造,且成本十分昂贵,在机械特性、动热稳定性、短路关合能力方面需继续提高,触头的结构也不尽合理,所以要开发新型的铆接式电触头。
        新型的电触头采用三个品字布局的银碳石墨原材料,采用铆接式。从结构的布局来讲,铆接式电触头为铆钉结构,布局非常合理;在关合电触头的时候,接触的电阻比较小,压力均匀,合闸无过大的弹跳;新型的铆接式制造工艺材料为粉末冶金,具有高致密性,高导电性,良好的硬度和耐磨损能力,同时具备高抗电弧能力,耐电磨损能力。

二、铆接式刀闸安装过程
        1.组装支撑轴
        气压柜上下安装支撑轴的孔和支撑架上刷上油脂(RIVOLTA S.K.D. 4002),将 K 型和 T 型支撑轴及上面的驱动连接件分别标记好记号“1,2,3,4”,标好记号后将驱动连接件取下放好。将油脂涂抹在支撑轴的上下与气压柜连接端部。涂抹完成后将支撑轴分别装入气压柜。在这个过程中不能漏涂油脂,支撑轴与相应的刀开关位置对应。
        2.调整支撑轴
        (1)将3个薄平垫片和1个厚平垫片分为一组,分别垫入支撑轴的底部,将上轴套从支撑轴的上部放入,并将轴套压入气压柜的孔中。在安装的过程中,厚平垫片是有方向的,平整面向下。
        (2)K 型/T 型调整
        在中间 L2 刀开关触点上装上间距检验件,确认支撑轴上的触片在间距检验件的中间。如果间距检验件的下端接触到触片则在支撑轴下部再增加相应薄垫片,重复以上步骤,直到触片位置在间距检验件的中间。反之如果间距检验件的上部接触触片,则减少支撑轴下面的薄垫片。调整好 L2 位置后,用间距检验件确认 L1\L3 的触片位置。如果有位置偏差则松开刀开关的固定螺丝,调整其位置使触片能自由进入间隙检验件。调整完成后把螺丝全部固定。支撑轴触片组件触片两侧与间距检验件之间需有可见间隙。
        (3)K-B 型调整
        将 3 个刀卡在支撑轴上,用工具将右侧螺丝固定。在中间 L2 刀开关触点上装上间距检验件,确认支撑轴上的触片在间距检验件的中间。如果间距检验件的下端接触到触片则在支撑轴下部再增加相应薄垫片,重复以上步骤,直到触片位置在间距检验件的中间。反之如果间距检验件的上部接触触片,则减少支撑轴下面的薄垫片。调整好 L2 位置后,然后用间距检验件确认 L1\L3 的触片位置。如果有位置偏差则松开刀开关的固定螺丝,调整其位置使触片能自由进入间隙检验件,把螺丝全部锁紧。支撑轴触片组件触片两侧与间距检验件之间需有可见间隙。
        3.固定支撑轴底部
        将 2个薄垫片和卡箍套在支撑轴下端,将 1个M8x40螺栓和8个垫片穿过卡箍和支撑轴,用手向上拉起支撑轴,判断支撑轴下部和底座的间隙是否合适,如果间隙过大则再增加适当的薄垫片,过小则减少薄垫片,至少需有一个垫片,间隙范围在0.5-1mm之内,间隙调整完成,则在螺栓的另一边锁上 1个垫片和M8锁紧螺母,并用扳手将螺丝锁紧。

锁紧完成后,上部用橡胶锤在支撑轴最上方敲打几下,下部用螺丝刀向上翘几下,确认有间隙,用手转动支撑轴,能轻松自由地转动。因为如果转动轴太紧,将会对驱动装置安装有很大的影响。
        4.组装接地铜带
        (1)4s 机型(每个 KB 单元)
        用 M8x40 螺丝穿过接地铜带,从右侧依次穿过 KB轴的下部圆孔,M8垫片,用 M8锁紧螺母锁紧。接地铜带另一端用M8螺母和M8爪垫锁到气箱对应的螺柱上。  
        (2)新4s机型
        首先,固定支撑轴底部,卡箍换成钢轴套,其他零件及装配方法相同。
        其次,装接地铜带 M8x45 螺丝穿过 M8 大爪垫、接地铜带、轴、M8平垫,用 M8 螺母锁紧,铜带下端的固定方式同4S机型。
        5.连接刀
        将连接销 3 个和 3个卡簧安装好。将开关刀和支撑轴用连接销组件连接好,下部用工具将 3个卡簧与连接销固定住。  
        6.组装支撑轴限位块
        (1)4s机型
        将 1 个支撑轴限位块装在支撑轴底板上,下部用 1个M8x10 螺栓(点 Loctite 263胶水)和 1个DN8平垫片将其固定在底板上。限位块前部的螺帽与支撑轴下部保持平行,位置确定好后,用扭矩扳手将螺丝固定,锁紧扭矩25Nm 。在支撑轴上部插入转动销,并将转动手柄套在支撑轴上,用力转动把手,将刀开关与支撑轴上触片咬合,确认3 个刀开关上触点(4个)完全与支撑轴触片完全咬合。如咬合偏小,则将限位块向外调整;咬合偏大,则将限位块向里调整,直至 3 个刀开关与支撑轴触片完全咬合。调整完成后,用扳手将螺母锁紧,将限位块位置固定。并依次完成另外支撑轴限位块位置固定。
        (2)新4s机型
        将 M8x40 螺丝穿过支撑轴限位块后旋上M8 锁紧螺母,将支撑轴限位块预组件安装到气箱上。安装方法同上4s机型,只是支撑轴限位块组件不一样。
        7. 组装最右侧接通装置 (A)
        右侧气箱有扩展,用无纺布(喷上清洗剂)将气压柜安装处擦拭干净,并用气枪吹气压柜安装处和绝缘套缝凹巢处,确保安装处无灰尘等颗粒物。将浸过油的O 型圈97x5装入绝缘套管,用手将O型圈按平。若O型圈不慎掉落,则不可使用,所以在安装O型圈前,要确认O型圈上不得有颗粒物或毛发等。一手扶住绝缘套管,另手用4 个M6x12 螺丝穿上杯状平垫的将绝缘套管固定住。开关刀卡住镀银块,用气动工具由上往下对角将螺丝锁紧,锁紧扭矩10Nm。
        在刀开关上装上间距检验件(右),转动支撑轴上的把手,确认“on”触片组件触片能自由出入间距检验件,其余2 个刀开关重复此步骤。K 型“on”触片组件触片两侧与间距检验件的之间需有可见间隙。如果需要调整间隙,则松开 4个固定螺丝,调整其位置,直至满足其间隙要求,调整完成后套上绝缘套管保护套。
   三、结论
        第一,由于原来设计的非铆接式动触头与主触头的接触面积小,相对于新的铆接式来讲,原来的接触面的形状不太规则、动触头的正压力偏小,则接触电阻要大于铆接式的电阻。在长期的运行当中,接触电阻的增加会导致发热而产生故障。因此,目前设计的三个铆钉接触式动触头,采用三个铆钉品字型布局,形状为规则的圆柱体;同时加大了动触头的正压力,但是单位面积的受力则明显减少,这样考虑会减小动触头在远动的过程中产生的弹跳;再者,增大了动静触头的接触面积,则在实际的运行中减小了发热量,提高了动静触头的动热稳定性。
        第二,原有的生产工艺为整体冲压,机加工的工艺过程材料的浪费率比较高,同时也会增加成本。而铆接式的动触头采用原材料镀银,然后压铆银碳石墨触头,这种简单的工艺会大大降低整个制造成本。因此从成本上来讲是有益的。
        第三,原有的电触头是采用铬锆铜原材料机加工的,而目前的电触头采用银碳石墨铆钉,提高了触头的抗熔焊性和耐磨性。

        参考文献:
        1.钱照明,陈仲,钱钧陪等.中国电器工程大典.中国电大出版社,2009.
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