论降低固定式中压开关设备温升之结构创新设计.doc

创新技术论降低固定式中压开关设备温升之结构创新设计张薇彤(北京科锐配电自动化股份有限公司北京101400摘要:本创新设计实现了固定式中压开关设备“自然风冷”的散热结构,攻破了传统开关柜在此电流等级下需要安装风机来强迫通风降温的难关。同时,该设备在散热、触头连接、绝缘等结构设计上实现了全方位的创新,取得了解决温升、加强设备可靠性方面的重大突破。因此,该设备已获得实用新型及发明专利。该文主要结合传统开关设备存在体积大,载流、绝缘、机械事故率高等缺陷的分析,以提高开关设备的性能和质量,降低设备温升为前提,从设备触头滑动可靠连接、散热、降低电阻发热源、避免涡流发热、绝缘以及外观等方面探讨了固定式中压开关设备结构创新设计的要点和工艺。关键词:固定式中压开关设备温升结构创新设计中图分类号:TM564文献标识码:A文章编号:1674-098X(201212(a-0031-02电力是社会各项组织活动的生命源泉。近年来,随着我国宏观经济的发展,城乡电网大规模建设和改造进程不断加快,电力系统设计的技术参数不断提高,同时对供电质量、可靠性及外观的要求也越来越高。开关设备是供电系统的有机组成部分,在保证电力系统正常运行中发挥着重要的作用。然而,目前市场上广泛运用的开关设备在长期的实践工作中呈现出体积大,载流、绝缘、机械事故率高等一系列缺陷,严重威胁着供电设备的安全运行以及工作人员的生命质量,引起社会的广泛关注。一种大电流、小型化、高可靠性、绿色环保的新型固定式中压开关设备亟待开发。基于此背景,笔者所在研究团队结合国家标准GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》,共同创新设计了一种降低固定式中压开关设备温升的开关设备结构,现报道如下。1设计目的中置式结构开关设备的主要故障是设备在运行过程中,在长期载流情况下,断路器手车上、下隔离动触头过热导致温升值超过标准范围。当升高热量超过一定范围时,会进一步引发引线过热现象,发生绝缘事故,导致设备烧毁故障。而造成该故障的主要原因,一方面是中置式开关设备中,断路器为移开式结构,接触不良现象在该结构下手车动静触头滑动连接部位出现较为频繁,同时动触头偏心,引发断路器触头系统出现较大的接触电阻,增大了设备的发热量,导致温升值超标;另一方面较大的涡流发热,增加了开关设备的内部温度,导致主回路产生的热量极难向柜内散发;另外,该结构型的开关设备散热效率低,不宜在特定的时间内将柜内的热量散发出去。因此,新型开关设备结构在设计上应克服中置式结构开关设备的缺陷,达到以下设计目的:(1设备触头滑动可靠连接设计(2自然风冷(3加强开关设备散热设计(4降低电阻发热源设计(5避免涡流发热设计(6绝缘设计(,保证开关触头滑动连接可靠针对中置式开关设备中手车动静触头滑动连接部位接触不良的缺陷,本设计采用了固定式连接的开关设备,从根本上解决了触头滑动连接不可靠导致故障的问题。一方面,本设计采用具有永磁操作机构的真空断路器,该操作结构仅有一个运动部件,并且与真空灭弧室直接相连,其特有的机械特性正好匹配于真空断路器的工作特性。同时,与弹簧结构相比,永磁操作机构的零部件大幅度减少,达至70%。这一优点有效避免了零件连接零散的问题,大大提高了开关机械系统运行的可靠性,从而实现免维护运行。另一方面,本