胡龍春,祁建華,袁志鋒
(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司常州供電公司,江蘇 常州 213003)
刀閘傳動(dòng)連桿可靠接地裝置的研制
胡龍春,祁建華,袁志鋒
(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司常州供電公司,江蘇 常州 213003)
針對(duì)目前刀閘傳動(dòng)連桿接地安裝、使用過(guò)程中存在的缺點(diǎn)和不足,提出了新型刀閘操作連桿接地裝置的研制,介紹了裝置的研制過(guò)程,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐展示了其方便安裝、提高效率、降低安全隱患的優(yōu)點(diǎn)。
刀閘;傳動(dòng)連桿;觸片;接地裝置
為了保障正常用電,近幾年新建及改、擴(kuò)建的110?kV及以上變電站越來(lái)越多,其中戶外式變電站新增較多。戶外式變電站的刀閘安裝一向是電氣安裝公司施工現(xiàn)場(chǎng)的工作重點(diǎn),刀閘安裝速度的快慢、安裝質(zhì)量的好壞直接影響到整個(gè)工程的進(jìn)度、質(zhì)量和安全。
在以往安裝過(guò)程中,刀閘吊裝到位后,刀閘操作機(jī)構(gòu)箱與刀閘本體的操作連桿的接地一般采用不直接接地方式。這種接地方式,在正常天氣條件下沒(méi)有問(wèn)題,但在大霧天和雷雨天氣時(shí)就可能引起放電,給設(shè)備正常運(yùn)行和人身安全帶來(lái)隱患。為保證運(yùn)行安全,提高施工效率,且不影響連桿操作,現(xiàn)研制了一種可靠的新型接地裝置。
1.1 新型接地裝置設(shè)計(jì)方案
結(jié)合幾種常見(jiàn)型號(hào)刀閘及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作情況,本著安全可靠、安裝方便、價(jià)格適中、不影響刀閘操作的原則,對(duì)傳統(tǒng)的接地裝置進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析,并基于此提出了3種刀閘操作連桿接地裝置的設(shè)計(jì)方案。
1.1.1 ??方案1:多股軟銅線接地裝置
取25?mm2的多股軟銅線60?cm,兩端壓接銅接線端子,一端固定在傳動(dòng)桿上,另一端直接接地。1.1.2??方案2:抱箍式接地裝置
根據(jù)傳動(dòng)桿的尺寸,將40?mm×4?mm的熱鍍鋅扁鋼制作成2個(gè)半圓形抱箍,夾住傳動(dòng)桿,在抱箍連接處安裝彈簧(見(jiàn)圖1)。
圖1 抱箍式接地裝置
1.1.3 ??方案3:靜觸頭式接地裝置
用6塊寬30?mm、厚3?mm、長(zhǎng)120?mm的彈性銅排和1塊寬43?mm、厚20?mm、長(zhǎng)60?mm的銅塊,制作出刀閘靜觸頭形狀的接地裝置,如圖2所示。
1.2 設(shè)計(jì)方案比較、選擇
通過(guò)對(duì)上述3個(gè)方案的分析比較,可得出以下結(jié)論。
(1)?方案1采用軟銅線,雖然取材方便、制作簡(jiǎn)單、成本低廉,但銅接線端子與傳動(dòng)桿長(zhǎng)期處于戶外,接觸面易腐蝕、生銹;而且連桿的管壁薄(僅3?mm),緊固螺絲時(shí)易滑牙;同時(shí)對(duì)傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)也造成一定影響,也不美觀,故作為備用方案。
(2)?方案2采用扁鐵,優(yōu)點(diǎn)是制作簡(jiǎn)單,但長(zhǎng)期在戶外容易受到環(huán)境影響,易生銹使電阻值增加,且影響傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng),不適于實(shí)際使用,故不考慮。
(3)?方案3是將閘刀靜觸頭加以改造,使之與傳動(dòng)桿相配套,其導(dǎo)電率高、不生銹,且不影響傳動(dòng)桿動(dòng)作,所以選擇方案3作為最終方案。
圖2 刀閘靜觸頭形狀的接地裝置
1.3 材料選擇
根據(jù)材料性能及市場(chǎng)價(jià)格情況,對(duì)“靜觸頭式接地裝置”的組件觸片材料提出2種初選方案。
(1)?鋁合金材料。6005型鋁合金常用于制作擠壓型制品與管材制品,市場(chǎng)價(jià)格22?000元/t,彈性壓力為5?kg/cm2。
預(yù)算:使用鋁合金制作1套接地裝置,其成本約為200元。
(2)?銅鎢合金材料。銅鎢合金觸片彈性好,壓接力為20?kg/cm2,市場(chǎng)價(jià)格70?000元/t。
預(yù)算:使用銅鎢合金材料制作1套接地裝置,其成本約為330元。
對(duì)以上2種材料進(jìn)行特性和適用情況比較,如表1所示。
表1 2種材料特性和適用情況的比較
由表1可知,由于鋁合金材質(zhì)彈性小、不能滿足導(dǎo)電率要求,被直接否定;銅鎢合金材質(zhì)具有彈性好、壓接力大、導(dǎo)電率大、耐磨損、不易氧化等特性,因此決定采用其作為接地裝置的制作材料。
方案確定后,經(jīng)過(guò)多次討論和分析,決定以110?kV?GW4型刀閘為樣本進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。要求組裝后不影響刀閘分合閘操作,且接觸電阻值不大于4?μ Ω。
具體制作要求如下:
(1)?觸片的厚度為3?mm,長(zhǎng)度為120?mm,要有2個(gè)直徑為6?mm的固定孔,孔距為10?mm;
(2)?銅塊寬43?mm,長(zhǎng)60?mm,厚20?mm,側(cè)面有2個(gè)直徑5?mm的固定孔,孔距30?mm;
(3)?在銅塊正面開(kāi)2個(gè)10?mm的孔;
(4)?所有部件均需鍍錫;
(5)?接地裝置通過(guò)使用扁鋼制作的接地引下排接地。
3.1 模擬實(shí)驗(yàn)
戶外刀閘傳動(dòng)桿接地裝置樣品制作成功后,在110?kV瑞聲光電變電站GW4刀閘傳動(dòng)桿進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),如圖3所示。對(duì)靜觸頭與傳動(dòng)桿間的電阻值進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量結(jié)果小于2.5?μΩ,可知新型接地裝置符合設(shè)計(jì)要求。
圖3 刀閘傳動(dòng)桿接地裝置模擬試驗(yàn)
3.2 進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)
“靜觸頭式接地裝置”組裝方便,操作靈活,但也存在3處不足之處。
(1)?采用50?mm×6?mm扁鋼制作接地引下排,由于扁鋼長(zhǎng)期在戶外受風(fēng)吹雨淋,容易受到腐蝕,電阻值隨之增大。
改進(jìn)方法:采用50?mm×10?mm的紫銅排,并在接頭處鍍錫。由于銅排易于加工,且銅排鍍錫后不易腐蝕,保證了導(dǎo)通率。
(2)?連接處的固定螺絲使用不銹鋼材質(zhì),容易滑牙、咬死。
改進(jìn)方法:熱鍍鋅螺絲具有取材方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的特點(diǎn),因此將不銹鋼螺絲換成熱鍍鋅螺絲。
(3)?觸頭與傳動(dòng)桿插接處摩擦系數(shù)偏大,操作時(shí)可能轉(zhuǎn)動(dòng)不到位。
改進(jìn)方法:對(duì)傳動(dòng)桿鍍錫,并在插接處涂抹凡士林,將摩擦系數(shù)減至最小,使之對(duì)操作連桿轉(zhuǎn)動(dòng)的影響降到最低。
3.3 實(shí)際應(yīng)用
2014-09-04,在某110?kV主變上對(duì)“靜觸頭式接地裝置”進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。經(jīng)測(cè)試,其電阻值為2.5?μΩ,比目標(biāo)值4?μΩ還降低37.5?%。這說(shuō)明,使用“靜觸頭式接地裝置”可保證較高的導(dǎo)電率,提高了使用的安全性,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
針對(duì)傳統(tǒng)刀閘傳動(dòng)桿接地裝置在長(zhǎng)期受到外界環(huán)境影響后,電阻值增大、導(dǎo)電率降低,影響到設(shè)備安全運(yùn)行的缺點(diǎn),研制出“靜觸頭式接地裝置”,其可在不受環(huán)境因素影響的同時(shí)保證刀閘的正常操作,且不需要對(duì)原設(shè)備作大的變動(dòng),使設(shè)備安全運(yùn)行得到了可靠保障。
1?國(guó)家電網(wǎng)公司.國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(變電部分)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2009.
2015-02-17。
胡龍春(1964-),男,工程師,主要從事電廠安全質(zhì)量管理工作,email:hlc640917@sina.com。
祁建華(1954-),男,高級(jí)技師,主要從事變電安裝工作。
袁志峰(1979-),男,高級(jí)工,主要從事變電安裝工作。