柔性触头研究及应用

聂沧禹　桂腾　李宏力　赖罗彬　王洪军

【摘 要】本文基于对动静触头合闸过程及原理的研究，提出了一种带导向装置的柔性触头，该结构能够在动静触头对位发生一定偏移时，保持动静触头正确对位，并可靠咬合，确保高压设备的可靠连接及通流正常。在本文中柔性触头也将应用于车载融冰装置中，连接融冰装置与融冰母线，大大提高车载直流融冰的工作效率。

【关键词】柔性触头；导向；融冰装置

中图分类号： TG43 文献标识码： A 文章编号： 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

高压触头在变电站高压设备中运用十分广泛。不仅在正常投入运行时要确保导通高压电流，而且高压动静触头间要确保可靠咬合。高压触头的连接，往往借助了高压设备的机械转动传动元件，各元件之间可靠紧密的配合，保障了高压动静触头可靠咬合及正常工作。但实际上，高压设备的各元件由于设计制造等环节的问题，并不能完美的展现其功能，各元件与高压触头的配合往往并不精准，导致了高压动静触头不能正常咬合、不能正常工作。严重情况下会造成高压设备不能正常工作、甚至发热烧坏，严重威胁了电力系统的正常运行。因此，解决动静触头咬合不良的问题，需要研制一种简易的动静触头导向合闸的装置，在动静触头对位偏差情况下，依然使动静触头在导向装置的作用下咬合良好，保障动静触头可靠连接，确保电网设备的安全运行。

同样在车载直流融冰工作中，车载直流融冰装置与被融冰线路之间需要高压电缆进行连接，过程需要耗费大量的人力物力，造成车载直流融冰工作效率大大降低，若使用该柔性触头来取代融冰电缆，接入时方便、可靠、能减少大量融冰时的工作量，并且大大降低了工作中的风险，提高工作效率。

1 柔性触头结构设计及原理

1.1 结构设计

动静触头导向合闸装置的研制，包括导向装置、弹簧、接线板及不锈钢波纹管。机构外部通过接线板导电，内部由铜编织带组成导电部分，并由四根压缩弹簧链接，外部套上不锈钢波纹管，触头侧导向装置为圆锥形，前端为球形，触指侧有同尺寸的圆锥形槽，弹簧具有的形变能力使动静触头在导向合闸装置的作用下咬合良好。利用动静触头的连接，形成一个导电回路，路径为：接线板——导电接线座——铜编织带——动触头底座——动触头——静触头——静触头底座——铜编织带——导电接线座——接线板。利用连接定位弹簧的可变性，使动静触头的对位实现可变。如图1。

1.2 各部件功能及作用

1）防护罩。外观包装；

2）动触头。连接静触头的装置，与静触头配合，连接后，有承载较大电流的能力，是柔性触头的核心部件；

3）连接定位弹簧。连接导电接线座与触头，确保两个部件的可靠连接；同时确保柔性触头具有柔性功能；

4）接线板/导电接线座。柔性触头连接其它设备的部分。是固定定位弹簧、铜编织带、防护罩的固定装置；实现方式两种：一是圆形底板与矩形接线板连接，用角钢固定；二是整体成型；如图2；

5）铜编织带。是导电接线座与触头之间的导电连接；

6）导向装置。分为导向杆及V形导向槽。功能一是确保动静触头刚接触有偏差时，矫正偏差并确保动静触头可靠接触；功能二是引弧，减少动静触头接触时电弧烧伤，提高动静触头寿命；

7）静触头。连接动触头的装置，与动触头配合，连接后，有承载较大电流的能力，是柔性触头的核心部件。

3 在车载融冰装置上的应用

3.1 原有车载融冰装置工作模式

原有的车载融冰装置工作模式是通过高压电缆将车载融冰装置接入融冰电源箱引入电源，再经过电缆将车载融冰装置输出端接入线路，每次接入车载融冰装置时，需要准备输入和输出电缆各三根，工作人员7人，电缆搭接时间2小时，拆除时间1小时。在车载融冰装置升流过程中，由于电缆长度较长，存在电缆受电动力影响损坏设备及伤人风险。

3.2 应用柔性触头后的工作模式

应用柔性触头后，车载融冰装置与电源箱电源点的连接、车载融冰装置与被融冰线路的连接都被柔性触头所替代（如图3），不需要准备输入输出电缆，只需要1名驾驶员，装置的连接与拆除只需要20s，大大降低了工作时间，提高了工作效率，降低了工作人员在作业过程中的风险。

3.3 应用中需解决的关键问题

应用柔性触头后，融冰车动触头与静触头的连接受驾驶员驾驶水平的影响较大。驾驶水平会影响动静触头对位的准确性。解决方法是：

第一步：在车辆行驶地面制作车辆行驶基准行驶线；

第二步：驾驶员对照基准行驶线驾驶融冰车；

第三步：安排专人进行驾驶指挥：

第四部：在动静触头最终咬合位设置最终停车线。

4 结论

本文基于高压动静触头存在对位不准确、合闸咬合不准等问题，设计了一种带导向装置的柔性触头，本装置结构简单易行，制作方便经济布置紧凑，除了在车载融冰装置中，应用在实际中也能够有效的保护电力设备及保证电力系统的安全运行。具有以下创新点：

1）柔性功能：动静触头对位可变，在对位不齐的情况下，仍然能进行动静触头分合，提高了应用范围，在原有固定触头的模式下有较大提升；

2）导向装置：实现动静触头对位不齐情况下，导向装置能确保动静触头接触时正确对位；

3）引弧功能：常规10kV及以下触头连接时，没有引弧功能，触头寿命较短，导向装置与引弧装置的结合，不仅解决了导向，也能减少弧光对动静触头的烧伤。

本裝置解决了动静触头受高压设备各元件配合等原因造成对位不准咬合不良的问题；装置结构简单、成本低、安装方便且维护简单、装置更换方便，有较强的实用性、经济性及可靠性，工作效率可提高20-30倍，且大大降低了检修人员的作业风险。

【参考文献】

[1]《电工术语 电工合金》（GB/T 2900.4-2008），全国电工术语标准化技术委员会（SAC/TC 232）。

[2]《电触头材料基本性能试验方法》（GB/T 5586-2016），中国电器工业协会。

[3]《银基电触头基本形状、尺寸、符号及标注》（GB/T 5587-2016）。

[4]《铜铋铝触头材料 技术条件》（JB/T 7097-2008）。