王文博

（國網(wǎng)江西省電力公司萍鄉(xiāng)供電分公司，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

1 早期刀閘輔助開關(guān)存在的問題

在不少投運(yùn)較早的變電站中，10 kV 開關(guān)柜上的刀閘輔助開關(guān)普遍存在可靠性不高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用多連桿方式、輔助接點(diǎn)不易接觸到位等問題，并且不少輔助開關(guān)與刀閘之間的連桿直接阻擋了上端柜門的開啟(上端柜門的開啟是在開關(guān)運(yùn)行情況下允許被打開的)。投運(yùn)時間較早的變電站10 kV高壓室的環(huán)境惡劣，導(dǎo)致輔助開關(guān)老化、嚴(yán)重變形、使用壽命較短。早期刀閘輔助開關(guān)的觸點(diǎn)為非真空設(shè)計，表面容易氧化，進(jìn)而造成觸點(diǎn)接觸不良。

2 新型刀閘輔助開關(guān)的研制方案

針對10 kV 刀閘輔助開關(guān)存在的問題，可采取以下2 種改進(jìn)方案。

(1)更換原開關(guān)。即使用和110 kV 以上等級刀閘輔助開關(guān)類似的真空輔助開關(guān)來替代原開關(guān)，這時只需要考慮開關(guān)的固定和連接桿的設(shè)計。

(2)研制新開關(guān)。①利用電磁型原理的輔助開關(guān)，操作電源送上后，刀閘才能提供輔助接點(diǎn)；刀閘合上后，線圈勵磁產(chǎn)生吸力從而接通輔助點(diǎn)。②利用磁鐵性原理。刀閘合上，磁鐵產(chǎn)生吸力，接通輔助接點(diǎn)；刀閘拉開，輔助刀閘接點(diǎn)失去磁力，自行斷開。

從有效性、可靠性、可實(shí)施性、經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性等方面進(jìn)行綜合評估后，決定采用磁鐵性原理研制一種新型開關(guān)。

(1)利用磁鐵性原理。

(2)在刀閘把柄上安裝1 塊磁鐵，在刀閘輔助開關(guān)內(nèi)安裝有彈性的鐵片。

(3)當(dāng)?shù)堕l合上時，磁鐵吸動鐵片，接通輔助接點(diǎn)；當(dāng)?shù)堕l分開時，磁鐵遠(yuǎn)離鐵片，鐵片復(fù)位后斷開輔助接點(diǎn)。

3 新型刀閘輔助開關(guān)的設(shè)計制作

3.1 磁鐵和磁鐵盒外殼設(shè)計

釹鐵硼材質(zhì)的磁石能承受的拉力優(yōu)于普通的磁石，其本身的機(jī)械加工性能亦相當(dāng)好，工作溫度最高可達(dá)200 ℃，而且其質(zhì)地堅硬、性能穩(wěn)定。因此，采用釹鐵硼材質(zhì)的磁石作為輔助開關(guān)的磁鐵部分，并將磁鐵外用塑料材質(zhì)裹住固定。這樣使用釹鐵硼材質(zhì)的強(qiáng)磁石制作的磁鐵部分具有工作可靠、耐熱性強(qiáng)和性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。即使磁鐵外用塑料材料包裹，也不會對磁鐵的磁力產(chǎn)生太大的影響。

3.2 動靜觸頭及滅弧室設(shè)計

參考110 kV 以上電壓等級使用的真空輔助開關(guān)的結(jié)構(gòu)，將動靜觸頭置于真空管內(nèi)，這樣設(shè)計有2 點(diǎn)好處。

（1）動靜觸頭不容易受到外界環(huán)境的影響，工作可靠性高。

（2）真空管內(nèi)滅弧性能好，觸頭不易氧化，工作壽命長。動靜觸頭用銅排引出至外殼端子上，便于接線。

3.3 底板、封蓋及定盤設(shè)計

底板設(shè)計成平整的。封蓋材質(zhì)選用塑料，厚度不超過2.5 mm。考慮位置移動的方便，定盤固定采用開口型的螺絲底座。

關(guān)于底板尺寸的選擇，最初的設(shè)計尺寸應(yīng)稍小，因?yàn)樵跐M足工作性能的條件下使用小尺寸，可以達(dá)到節(jié)約成本和小巧美觀的效果。但小尺寸的底板設(shè)計出來后，發(fā)現(xiàn)原來柜門上的孔洞有一半不能用，要重新在柜門上開洞。這樣不僅增加了工作量，而且由于小尺寸底板不能遮蓋住原先的孔洞，影響了柜門的整體外觀。經(jīng)過精確測量，按原來輔助開關(guān)的相關(guān)尺寸修改設(shè)計，確定底座的長為89 mm、最大寬為75 mm。這樣基本能套用原來輔助開關(guān)的孔洞，省去了在柜門重新開洞的工作，從而減少了工作量，并提升了整體美觀度。

3.4 磁鐵盒的位置固定及連桿設(shè)計

磁鐵盒用連桿固定在刀閘上，連桿間采用拉力彈簧，使其具有一定的伸縮性，以便在刀閘小幅度擺動時不會影響磁鐵盒與封蓋的接觸，從而提高觸點(diǎn)接觸的可靠性。

經(jīng)過實(shí)際測量，設(shè)計連桿垂直長度為114 mm，連接處有105°的夾角，尺寸能最大程度地滿足在刀閘分合過程中保證連桿與磁鐵盒和底座充分接觸和分離。

4 新型刀閘輔助開關(guān)的應(yīng)用

新型10 kV 刀閘輔助開關(guān)由深圳某開關(guān)廠生產(chǎn)出樣品，并綜合測試了其性能和可靠性。經(jīng)萍鄉(xiāng)供電公司新技術(shù)辦公室審核通過后，于2011年12月安裝在萍鄉(xiāng)供電公司所轄西郊110 kV 變電站。研制出的新型10 kV 刀閘輔助開關(guān)成本為165 元，較之前的成本約降低80 元，西郊110 kV 變電站共更換60 把輔助開關(guān)，節(jié)省資金約4 800 元。經(jīng)過2012年全年的跟蹤監(jiān)測，新型刀閘輔助開關(guān)的維護(hù)成本更低，可靠性更高，使用壽命更長。