中压开关柜接地开关电动操作的研发及结构设计

御泥坊旗舰店 御泥坊 1 中压开关柜接地开关电动操作的研发及结构设计中压开关柜接地开关电动操作的研发及结构设计 吴鸣军 施耐德电气华电开关 厦门 有限公司 361006 摘要 摘要 随着国家智能电网建设的全面推进 电网对电力系统中的开关设备不仅要求监测 控制及保护等方面实现智能化 而且还要求开关设备的操作实现智能化 在智能化的开关 柜中 准确 可靠的接地开关电动操作机构就成为必不可少的产品了 关键词 关键词 开关柜 接地开关 电动操作 一 一 前言前言 本文介绍的接地开关电动操作机构是施耐德电气华电开关 厦门 有限公司设计开发 的一款先进的智能操作机构 与具有短路关合能力及快速合闸机构的 ESW 型接地开关相 配合 具有可靠的 五防 联锁 满足了智能电网发展的需求 研究和探讨优良的接地开 关电动操作的应用有着实际的意义和价值 二 二 接地开关电动操作机构的研发过程接地开关电动操作机构的研发过程 电动操控装置所要操作的是具有较强关合能力的弹簧操作快速接地开关 操作转角 为 90 操作力矩为分闸 200N m 合闸 120N m 电动操作机构从产品的安装 调试及客户的使用要求方面考虑 设计接地开关电动操作 机构应满足以下要求 接地开关电动操作机构应尽量不更改原有开关柜基本结构 接地开 关电动操作机构应具有机械和电气方面正向及反向联锁 满足开关柜的 五防 根据上述 要求 在研发过程中 采用永磁直流电机作为机构的动力源 电机输出的力矩通过减速齿 轮传递到接地开关操作主轴 其最终的机构输出力矩 235 N m 远远大于接地开关所要求 的操作力矩 从理论计算的数据上来看 接地开关电动操作完全能够实现 产品研发前后总共试制了两台样机 并严格按照标准要求进行机械寿命操作试验 第 一次寿命试验以失败告终 通过对第一次试验失败的原因进行分析讨论后查出是接地开关 电动操作控制模块出现问题 控制模块内部元件无法适应电动机运动方向改变时所产生的 瞬时电流而烧坏 更换控制模块对应电子元件并重新设置了电动机堵转电流的保护值 再 对样机进行寿命试验 寿命试验操作次数高于标准要求 电动接地开关操作机构研制成功 三 三 接地开关电动操作机构的结构设计及工作原理接地开关电动操作机构的结构设计及工作原理 3 1 结构及特点 本结构采用永磁直流电机作为动力源 机械式传动操作接地开关 电机驱动装置如图 1 2 所示 御泥坊旗舰店 御泥坊 2 以上 图 1 与图 2 简单的说明了接地开关电动操作机构的结构 基本的传动布置形式 下 面 将更为详细的介绍整个机构的工作原理 3 2 工作原理 3 2 1控制器 本操作机构采用 ERC 10 接地开关电机控制器对接地开关电机驱动装置进行控制和保 护 具有就地和远方两种操作模式 控制器可在电动接地开关驱动电机运转受阻 如安装 不到位或机构卡死 达到保护条件时立即对电机制动 并逆向驱动电机解除闷车卡死状态 该控制器的工作原理如图 3 所示 3 2 2 接地开关电动操作工作原理 3 2 2 1 接地开关电动操作与断路器之间的联锁保护 众所周知 当断路器离开试验位置时 接地开关是不允许操作的 这一点在开关柜的 御泥坊旗舰店 御泥坊 3 五防 联锁中已经满足要求 但仅限于手动操作 但为了更好的保护电动操作机构 此 处联锁采用了较为可靠的保护 当断路器离开试验位置时 微动开关立即发送信号至控制 回路 将整个控制回路立即切断 这样就确保用户此时无法操作电动机构 3 2 2 2 接地开关电机操作的手动优先联锁 电力系统中 开关设备里的接地开关往往采用手动就地操作 但接地开关增加电动操 作功能后 就存在接地开关手动与电动操作之间的切换 本机构在研发设计过程中考虑到 工程的实际应用 接地开关的操作优先采用手动为主 电动操作为辅模式 因此势必增加 手动优先联锁机构 此联锁要求当手动操作柄插入接地开关操作孔时 应立即将电机控制回路切断 以避 免在手动操作时 对电机进行误操作而造成不必要的损失 下面将以一组图示来说明此关 键功能的工作原理 功能说明 若需要使用手动操作时 为了保证机构的完整性 当操作手柄插入时 即需要 向左拨动手动优先滑板 触动手动优先行程开关 切断电动接地开关电机回路 只能进行 手动操作 御泥坊旗舰店 御泥坊 4 功能说明 进行电动操作接地开关之前 只有将接地开关操作挂锁机构打开 使五防解锁 行程开关动作 接通电机回路 否则 在接地开关动作时 接地开关操作主轴联锁滑板会 向下运动 会对接地开关操作挂锁机构造成破坏 功能说明 电机驱动接地开关操作主轴运动时 以图示运动方向为例 顺时针 凸轮触动 接地开关合闸微动开关 电机回路得到动作信号 切断电机回路 电机停止运转 即完成 合闸动作 反之 凸轮逆时针运动 触动接地开关分闸微动开关 电机回路得到分闸动作 信号 切断电机回路 电机停止运动 即完成分闸动作 御泥坊旗舰店 御泥坊 5 功能说明 当电缆室门处于开启状态时 电缆室门联锁板触动电缆室门联锁行程开关 切 断电机回路 接地开关电机无法运转 确保了在电缆室门打开的情况下 无法对接地开关 进行电动操作 四 四 结语结语 为适应现代化电