GIS隔离开关、接地开关机构的模拟试验装置探讨

李峰涛 梁芝贤 张 英国网陕西省电力公司西安供电公司 陕西西安 710000



GIS隔离开关、接地开关机构的模拟试验装置探讨

李峰涛 梁芝贤 张 英
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【文章摘要】

为了确保在额定负载下的检测机构具有较高的一致性、可靠性、安全性，本文对一种模拟实验装置进行了设计，其主要是利用电磁控制的原理，配备了控制器，并且配置了加载器，对整套装置的电气部分和机械部分进行了设计和试制，从而保证了负载力矩的无极可调的实现。这一装置能够对机械特性测试仪进行配置，对分合闸速度和时间进行测试，因此可以很好的检测机构的装配质量问题。

【关键词】

GIS隔离开关；接地开关机构；模拟实验装置

GIS是气体绝缘金属封闭组合电器的简称，在最近几年GIS得到了十分广泛地应用。在GIS中接地开关和隔离开关属于重要的组成元件，在装配完成之后，必须要对其操动机构实施一定次数的操作试验，从而能够对机构的装配质量进行验证。然而因为受到条件的限制，一般在完成装配之后只能对操动机构进行简单的动作试验，很难进行相关整机机械特性试验。为此，必须要将一种能够在多种GIS接地开关、隔离开关机构中适用的模拟实验装置设计出来。

1 GIS隔离开关、接地开关机构的模拟试验装置方案设计分析

该设计与很多种GIS接近开关、隔离开关机构具有密切关系，选择直接输出和四连杆输出的方式作为机构对外连接的方式。由于滑块式结构模拟试验装置具有单一的连接方式，再加上各种机构具有多样性的连接形式，所以必须要将多种负载装置设计出来，而且要想装配调整每一种装置的负载往往比较困难，而如果选择开关本体试验的方式，其需要非常大的占地面积。因此笔者经过分析和研究，将一种能够将多种机构试验完成的模拟试验装置设计出来，该装置具有维修方便、容易控制、较小的占地面积等一系列的特点，其主要的工作内容为：首先将系统安装架设计出来，在安装架上固定加载器，同时将一种特殊的联轴器设计出来，连接专用的控制器，对加载器进行手动控制。通过对输出连杆机构、对接法兰、外部传动主轴、多功能计时计数器、速度传感器等部件的利用将成套测试装置组成，保证了负载力矩的无极可调的实现，在多种GIS接地开关、隔离开关机构中均可适用。

2 GIS隔离开关、接地开关机构的模拟试验装置的原理和结构

2.1模拟试验装置的原理分析

在该模拟试验装置中加载器是最为主要的部件，其主要的原理是电磁原理，工作介质为磁粉，控制手段为激磁电流，这样就能够对加载力矩进行有效的控制。其激磁电流和加载力矩之间具有非常好的线性关系，只需要对激磁电流的大小进行控制，就能够对加载力矩的大小进行轻易的控制。正常情况下，其加载力矩和激磁电流之间具有正比例的线性关系。利用加载器的方法获取模拟试验装置的负载，这种方式在控制的时候比较方便，而且具有较低的费用，整套装置的电气部分和机械部分会向GIS相关机构进行传递，从而开展各种试验。

2.2模拟试验装置的内部结构

将一个加载器安装在安装架上，利用联轴器实现加载器和传动主轴之间的对接，将输出传臂装设在传动主轴上，其可以保证对外四连杆结构的连接方式的实现，传动主轴的支撑就是轴承支座，由手动控制器控制加载器。对接法兰和传动主轴共同将对外输出构成。在传动主轴上设置速度传感器、多功能计时计数器和速度传感器共同将速度测试的输出系统构成，其能够对机械特性测试仪进行配备，从而对分合闸的速度和时间进行测试。将试验永和桥是用的电器元件设置再安装架的面板上，比如，位置指示器，，试验状态开关，功能选择开关，合闸按钮，分闸按钮等。

加载器的组成部分主要包括磁粉，加载线圈、固定支座、轴承以及输入轴等，在固定支座上利用轴承对输入轴进行固定。在固定支座上设置激磁线圈，将粒状磁粉填充在固定支座和输入轴内壁之间。如果其中的励磁线圈不加电，这时候输入轴就可以实现自由的转动；如果激磁线圈处于加电的状态，这时候在磁力的作用下就会将磁粉吸引过来，从而形成硬化现场，最终会对输入轴的转动产生阻碍作用。

2.3确定模拟负载的方法

第一种方法：首先选择5到10台机构，然后将GIS开关装入进去，确保试验合格之后，将模拟试验装置装入，随后以开关本体时间作为根据，最后是分合闸负载。

第二种方法：对GIS开关力矩进行直接的测量，同时将其作为对模拟试验装置负载力矩进行调整的主要依据。

在确定模拟试验装置负载的时候可以用到上述的两种方案，在具体运用的时候必须要以实际的情况为根据确定合理的方案。

3 GIS隔离开关、接地开关机构的模拟试验装置的生产应用分析

3.1对机构特性进行验证

利用数显力矩扳手直接测量GIS接地开关机构的直动密封轴的部位的力矩，在确定各项参数指标满足出厂检验项目和相关的技术规范之后，测试开关机构，然后就能够获得其机械特性。将获得的机械特性参数作为依据，对模拟试验装置的负载力矩进行合理的调整，通过实验我们发现，该机构具有200N·m的额定输出力矩，不超过4s的分合闸时间，因此我们可以确定该机构与相关的技术要求完全符合，而且具有很高的安全裕度。

3.2测量时间

从给出操作信号开始，直到机构完成规定的分闸或者合闸动作所需要的时间就是电动分闸或者合闸时间。一般来说，弹簧机构可供测量的有两种时间，一种时间就是上述的电动分闸或者合闸时间，另外一种时间就是从给出操作信号之后直到机构到端口位置的这一段时间，这就是所谓的模拟触头动作时间。

3.3测量速度

首先是采用速度测量仪进行测量；其次能够通过对模拟端口尺寸与分合闸时间的比值为根据最终获得。

4 结语

经过研究，我们发现这种模拟试验装置测试系统具有方便的负载力矩调整、紧凑的结构、较高的可靠性、齐全的功能等一系列的特点。经过简单的扩充之后，该装置还可以在其他类型的机构中使用，因此其使用价值比较高，对GIS的有关机构的产品研发、产品改进和出厂检查等具有较大的参考价值。

【参考文献】

[1]王森,牛博,薛军,孙强,李志忠.官亭750kV GIS隔离开关操作时的特快速暂态过电压实测研究[J].高压电器. 2012(01)

[2]李中政,党幼云.基于ARM的高压隔离开关智能控制器设计[J]. 西安工程大学学报.2012(01)

[3]张国灿,苏东青.智能型高压隔离开关位置激光监察装置的设计[J].自动化应用. 2012(03)