快速接地開關試驗方法及試驗用觸發裝置和快速接地開關與流程
2024-03-06 07:53:15 1
本發明涉及快速接地開關試驗方法及實施該方法的試驗用觸發裝置和快速接地開關。
背景技術：
快速接地開關作為GIS（氣體絕緣金屬封閉開關設備）的重要構成部分，通常配置在出線迴路的出線隔離開關外側靠近線路終端，在電網系統中兼具GIS正常運行時維修接地和發生故障時關合短路電流的作用。依據GB 1985-2014的6.101規定：具有短路電流關合能力的E1或E2級接地開關，應在按照6.101.7試驗程序的關合試驗系列中分別經受2次（E1級）或5次（E2級）關合操作。同時要求關合試驗時的短路電流持續時間至少0.2s，且在以下兩種極端情況均應成功關合：a)在電壓波的峰值處（允許偏差為-30電度～+15電度）關合，產生一個對稱短路電流和最長的預擊穿時間；b) 在電壓波零點處關合，無預擊穿，產生一個完整的非對稱短路電流。
目前各GIS廠家的快速接地開關均配套電動彈簧操作機構，其原理為通過電機旋轉壓縮彈簧進行儲能，再利用彈簧釋放的能量通過主軸和輸出拐臂將動力傳遞至快速接地開關進行分合閘，GIS一般包括三個單相，各單相之間的快速接地開關之間通過相間連杆進行動力的傳遞，輸出拐臂與主軸傳動連接或者與相間連杆傳動連接以帶動相應的動觸頭進行分合閘。一般來講，從彈簧機構得到合閘信號到快速接地開關完成關合動作需要數秒時間，並且存在較大的不確定性，快速接地開關一般從接受到信號到合閘完成的時間為2.2～4s，而在進行快速接地開關的短路關合試驗時經整定後的試驗迴路達到符合要求的峰值或零點短路電流需約100ms（0.1s），二者由於存在較大誤差而難以匹配。這將導致關合試驗時不能保證每次關合都有效，而無效的關合將對快速接地開關試品造成不可逆的損傷。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種快速接地開關試驗方法以解決現有技術中由於接到合閘信號到完成合閘動作的時間與試驗電路達到符合要求的電流的時間難以匹配導致試驗中無效關合對快速接地開關造成不可逆損傷的問題；同時，本發明的目的還在於提供一種實施上述方法的觸發裝置和快速接地開關。
為實現上述目的，本發明的快速接地開關試驗方法的技術方案包括以下步驟：
1）彈簧操動機構合閘儲能完成後釋放能量，與輸出拐臂或相間連杆傳動連接的傳動拐臂輸出合閘動作；
2）傳動拐臂轉至設定角度時，通過電磁保持機構對傳動拐臂進行位置保持；
3）當試驗迴路施加符合標準要求的短路電流的同時使電磁保持機構解鎖，傳動拐臂快速合閘動作。
本發明的試驗用觸發裝置的技術方案是：試驗用觸發裝置，包括用於與彈簧操動機構的輸出拐臂或者相間連杆傳動連接的傳動拐臂和在傳動拐臂的合閘路徑上當傳動拐臂擺過設定角度時用於與傳動拐臂擋止配合以使傳動拐臂保持的電磁保持機構。
所述電磁保持機構包括擺杆和通電後能夠帶動擺杆轉動以解鎖的電磁鐵部分，傳動拐臂的端部轉動裝配有轉動軸線與傳動拐臂的擺動軸線平行的滾輪，擺杆上具有當傳動拐臂擺至所述設定角度時用於與滾輪擋止配合以使滾輪的轉動中心、擺杆的擺動中心和滾輪與擺杆的接觸點三點共線以構成死點使傳動拐臂保持的弧形面。
所述電磁鐵部分上設有用於調整擺杆位置的調整螺栓。
所述觸發裝置還包括用於供電磁鐵部分安裝的安裝架，安裝架與擺杆之間設置有復位彈簧。
本發明的快速接地開關的技術方案是：快速接地開關，包括彈簧操動機構和觸發裝置，操動機構包括彈簧儲能結構、主軸、輸出拐臂和相間連杆，觸發裝置包括用於與輸出拐臂或者相間連杆傳動連接的傳動拐臂和在傳動拐臂的合閘路徑上當傳動拐臂擺過設定角度時用於與傳動拐臂擋止配合以使傳動拐臂保持的電磁保持機構。
所述電磁保持機構包括擺杆和通電後能夠帶動擺杆轉動以解鎖的電磁鐵部分，傳動拐臂的端部轉動裝配有轉動軸線與傳動拐臂的擺動軸線平行的滾輪，擺杆上具有當傳動拐臂擺至所述設定角度時用於與滾輪擋止配合以使滾輪的轉動中心、擺杆的擺動中心和滾輪與擺杆的接觸點三點共線以構成死點使傳動拐臂保持的弧形面。
所述電磁鐵部分上設有用於調整擺杆位置的調整螺栓。
所述觸發裝置還包括用於供電磁鐵部分安裝的安裝架，安裝架與擺杆之間設置有復位彈簧。
本發明的有益效果是：彈簧操動機構儲能後釋放能量，通過輸出拐臂或相間連杆帶動傳動拐臂，傳動拐臂擺動設定角度時電磁保持結構使其位置保持，此時彈簧操動機構的能量並沒有得到完全釋放，在進行試驗時，對試驗迴路施加所需試驗電流的同時給電磁保持機構一個信號使其解鎖，而現有技術中需要將信號給彈簧操動機構，彈簧操動機構再通過主軸和相間連杆將動力傳至輸出拐臂上，本發明是在彈簧操動機構合閘能量釋放後在傳動拐臂合閘動作過程中，通過電磁保持機構控制傳動拐臂的保持和釋放，使試驗迴路達到符合標準要求的電流的時間和快速接地開關合閘的時間更加匹配，確保每次的關合都為有效關合，減小無效的關合對快速接地開關造成的不可逆的損傷。
附圖說明
圖1為本發明的快速接地開關的一種實施例中的觸發裝置的結構示意圖；
圖2為電磁保持機構的結構示意圖；
圖3為圖2的右視圖；
圖4為觸發裝置位於分閘位置時的結構示意圖；
圖5為傳動拐臂與擺杆擋止配合的結構示意圖；
圖6為電磁保持機構解鎖時的結構示意圖；
圖7為觸發裝置位於合閘位置時的結構示意圖；
圖8為圖5中A處的局部放大圖；
圖9為快速接地開關的結構示意圖；
圖10為圖9的俯視圖；
圖11為圖10的左視圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。本發明的快速接地開關的具體實施例，如圖1至圖11所示，包括彈簧操動機構和觸發裝置22，彈簧操動機構包括彈簧儲能結構13、主軸14、輸出拐臂3和相間連杆21，觸發裝置包括安裝座2、設置於安裝座2上的安裝架5、與輸出拐臂3一體設置的傳動拐臂4和在傳動拐臂4的合閘路徑上當傳動拐臂4擺過設定角度時用於與傳動拐臂4擋止配合以使傳動拐臂4保持的電磁保持機構，電磁保持結構包括轉動裝配於安裝座2上的擺杆8和設置於安裝架5上的通電後能夠帶動擺杆8轉動以解鎖的電磁鐵部分6，電磁鐵部分6包括一個通電後能夠推動擺杆8運動的導向推桿9。輸出拐臂3與轉動軸12傳動連接以帶動相應的動觸頭16進行分合閘動作，傳動拐臂4的端部轉動裝配有滾輪11，滾輪11的轉動軸線與傳動拐臂4的轉動軸線平行，擺杆8上具有當傳動拐臂4擺至設定角度時用於與滾輪11擋止配合以使滾輪11的轉動中心、擺杆8的擺動中心和滾輪11與擺杆8的接觸點三點共線以構成死點使傳動拐臂4保持的弧形面，設定角度為5度，三點共線構成死點，傳動拐臂1被限位擋止不會繼續轉動。安裝架5為L形彎板，電磁鐵部分6通過L形彎板安裝於安裝座2上，電磁鐵部分6與擺杆8之間設置有用於調整擺杆8位置的調整螺栓10，安裝架5與擺杆8之間設置有復位彈簧7，復位彈簧7的一端連接於安裝座2上，另一端連接於擺杆8上，可以確保電磁鐵部分6動作後可以復位，且在復位彈簧7和調整螺栓10的共同作用下，擺杆8可保持在初始位置。
GIS，如圖9-11所示，包括三個單相和設置於各單相處的快速接地開關15，各單相均包括殼體19、盆式絕緣子20、設置於殼體19內的母線導體18和設置於母線導體18上的靜觸頭17。觸發裝置22為一個設置於離彈簧儲能結構13較遠的單相處，各單相處的輸出拐臂通過相間連杆實現機械聯動。
本發明的快速接地開關的試驗過程為：當觸發裝置位於分閘位置時，如圖4所示，此時輸出拐臂1與豎直平面夾角X為40度，彈簧儲能結構13儲能結束位於能量釋放狀態，此時滾輪11與擺杆8不接觸，然後彈簧儲能結構13通過主軸14、相間連杆21和輸出拐臂3帶動傳動拐臂轉動；順時針轉動5度後即輸出拐臂1的主動臂3與豎直平面夾角為Y，Y為35度，傳動拐臂1上的滾輪11與擺杆8上的弧形面擋止配合而使傳動拐臂1停止擺動，儲能沒有完全釋放，如圖5所示；試驗時向試驗迴路施加整定後的符合要求的短路峰值電流或零點電流，同時由專門的供電裝置向電磁鐵部分6供電以使導向推桿9推動擺杆8，釋放傳動拐臂1，如圖6所示，儲能得到進一步釋放以快速合閘，省去了現有技術中彈簧操動機構將動力傳至輸出拐臂的時間，可以使試驗迴路達到符合要求的電流的時間和快速接地開關合閘時間更加匹配，確保每次的關合都為有效關合，減小無效的關合對快速接地開關造成的不可逆的損傷；直至傳動拐臂1位於合閘位置，如圖7所示，此時輸出拐臂與豎直平面夾角為Z，Z為負40度即傳動拐臂1順時針從分閘位置轉動了80度。
快速接地開關試驗方法為：彈簧操動機構合閘儲能完成後釋放能量，與輸出拐臂或相間連杆傳動連接的傳動拐臂輸出合閘動作；傳動拐臂轉至設定角度時，通過電磁保持機構對傳動拐臂進行位置保持；當試驗迴路施加符合標準要求的短路電流時使電磁保持機構解鎖，傳動拐臂快速合閘動作。
在本發明的其他實施例中，傳動拐臂也可以不與輸出拐臂一體設置，可以與轉動軸傳動設置；傳動拐臂也可以與相間連杆傳動連接；觸發裝置位於分閘位置時，輸出拐臂與豎直方向的夾角的角度以及設定角度可根據實際需要進行調整；擺杆也可以為沿傳動拐臂的擺動軸線方向設置，此時擺杆能夠在電磁鐵部分的作用下能夠伸出以擋止傳動拐臂使其保持、縮回釋放傳動拐臂；在滿足使用時，也可以不設置調整螺栓；也可以不設置L形彎板，而直接將電磁鐵部分安裝於安裝座上；傳動拐臂的端部也可以不設置滾輪，而在傳動拐臂的端部設置一個弧形結構。
試驗用觸發裝置的實施例與上述快速接地開關的各實施例中的觸發裝置的實施例相同，此處不再贅述。