手車式真空斷路器回路電阻測試電流線接頭研究

祝嘉明++謝吳飛++楊波++文劍輝++陸偉冰

摘 要：由于傳統電力控制回路中手車式真空斷路器回路電阻測試電流線接頭接觸面小、測量誤差大、測試工作量大，且線頭易劃傷設備，對設備造成損傷。結合生產實際，研究設計了圓弧形接觸面的銅制接頭。將接頭固定于梅花觸頭內部，銅制接頭的曲面與梅花觸頭內部曲面接觸，大大增加了觸頭的接觸面積，并且觸頭避免了與梅花觸頭彈簧接觸，有利于解決大電流燒損彈簧的問題，同時便于解決鱷魚線夾點接觸的接觸面積小和易劃傷觸頭的問題；提高了測試精度和準確率，方便人員進行測試。

關鍵詞：手車式真空斷路器；回路電阻；測試工具

1.研究背景及意義

傳統電力控制回路中手車式真空斷路器回路電阻測試電流線接頭常用鱷魚線夾，主要存在問題為易造成斷路器梅花觸頭上彈簧發生彈簧變形，如繼續投運，由于觸頭松動易發熱甚至發生電力設備事故；鱷魚線夾屬于點接觸接觸面小，造成測試數據偏大，試驗時需多次調整才能測量出合格值，大大增加作業的工作量；鱷魚線夾齒鋒利，易劃傷梅花觸頭，減小了工作時的梅花觸頭的接觸面積。這些試驗存在的問題均威脅設備的安全運行。

為了解決手車式真空斷路器回路電阻測試傳統方法存在的問題，根據手車式真空斷路器梅花觸頭的形狀，研究設計了圓弧形接觸面的銅制接頭，將接頭固定于梅花觸頭內部，銅制接頭的曲面與梅花觸頭內部曲面接觸，大大增加了觸頭的接觸面積，并且觸頭避免了與梅花觸頭彈簧接觸，有利于解決大電流燒損彈簧的問題，同時便于解決鱷魚線夾點接觸的接觸面積小和易劃傷觸頭的問題。

2.斷路器導電回路測量標準

回路電阻作為電力開關設備性能和運行狀態的重要技術指標，一直是設備生產廠家和電力使用單位測試的重點。手車式真空斷路器導電回路的測量在以前受限于技術、材料，多采雙橋法進行測量[1]。雙橋測量回路電流通常較小，無法清除斷路器接觸部位的氧化膜，測量誤差較大，且，測量準確性不高。目前，我們國家主要采用國標GB763、GB50150和電力行標DL/T596標準，對手車式真空斷路器導電回路的測量均要求應采用直流壓降法測量，而且測量回路電流。當前，使用壓降法專用回路電阻測量儀表測量回路電阻較為普遍和常見[2]。如圖1所示的手車式真空斷路器外形圖。手車式高壓真空斷路器，為三相交流50Hz，定額電壓為12kV電力系統的戶內開關設備，是工礦企業動力設備、電網設備主要保護及控制單元。這種設備可適用于在額定工作電流下的頻繁操作，或多次開斷短路電流的場所。結構設計上采用操動裝置和斷路器本體一體式結構，可單獨固定安裝成工作單元或配置專用推進機構，組成手車斷路器單元。在預防性試驗中，斷路器的導電回路電阻值控制標準估算公式可以參照下式：

IHRH=I1R1 （2-1）

式（2-1）中，

IH表示導電回路中的額定工作電流；

RH表示設備制造廠家規定的斷路器導電回路電阻值；

I1表示電路中實際的工作電流；

R1表示實際電路中的導電回路電阻。

圖1手車式真空斷路器外形圖

3.回路電阻測試電流線接頭設計

3.1設計方案

設計的手車式真空斷路器回路電阻測試接頭裝置，主要由圓銅棒加工而成，其接觸部分的尺寸分別Φ49mm、Φ55mm、79mm、Φ109mm，與電網用10kV手車式真空斷路器靜觸頭尺寸完全一致（1250A/Φ49mm、1600A/Φ55mm、2000A/Φ79mm、3150A/Φ109mm、4000A/Φ109mm），模擬手車式真空斷路器實際工作時梅花觸頭與靜觸頭的接觸情況，在接頭上加工螺孔，直接將測試電流線和電壓線安裝在觸頭上，在手車式真空斷路器回路電阻測試時，將兩個與該斷路器匹配的接頭插進斷路器梅花觸頭中，插入深度為15-20mm，便可以進行相關測試。

手車式真空斷路器回路電阻測試接頭裝置有如下優點：

1）該接頭由銅棒直接加工而成，導通電流能力強，接觸面積大，大大減小了接線頭的接觸電阻；

2）其尺寸完全模擬手車式真空斷路器工作時靜觸頭的尺寸，更能真實并準確的測量斷路器的回路電阻；

3）該接頭不與梅花觸頭彈簧接觸，不會造成彈簧燒損，其接觸面平滑，也不會損傷梅花觸頭；

4）該接頭的尺寸包含四種尺寸（Φ49mm、Φ55mm、79mm、Φ109mm），完全滿足電網用10kV手車式真空斷路器的回路電阻試驗測試。如圖2所示的手車式真空斷路器回路電阻測試接頭裝置的示意圖。

圖2手車式真空斷路器回路電阻測試接頭裝置示意圖

圖2中的螺孔分別為測試電壓線連接螺孔和測試電流線連接螺孔。

3.2具體實施方式

通過研制新型手車式真空斷路器回路電阻測試電流線接頭，從根源上解決用鱷魚線夾進行測試帶來的問題，這樣杜絕了試驗造成斷路器梅花觸頭上彈簧通過大電流而發生彈簧變形或因測試劃傷觸頭的作業的風險，并能增大電流通過的接觸面積使測試數據更加準確，徹底解決手車式真空斷路器回路電阻測試傳統方法存在的問題。

如圖2所示，該手車式真空斷路器回路電阻測試接頭裝置包含四種尺寸和包含了電網用的10kV手車式真空斷路器靜觸頭大小， 用螺絲將電流測試線和電壓測試線分別安裝在改接頭的螺孔上，再將兩個接頭分別插進斷路器某一相的兩個梅花觸頭上，便可進行回路電阻試驗測試[3]。

根據梅花觸頭的形狀，設計出對稱的兩塊圓弧形接觸面的銅制接觸頭。加工金屬連接件，實現兩對稱圓弧形接觸面的連接，通過調節金屬連接件，實現兩接觸頭的伸縮，接觸頭制作完成。

3.3 設計預期成果

研制新型手車式真空斷路器回路電阻測試電流線接頭，代替傳統的鱷魚線夾，從根源上解決用鱷魚線夾進行測試帶來的問題。

設計主要涉及供電配電技術領域，實際上為一種手車式開關斷路器回路電阻測試鉗頭，其特征在于設有定位套和推動桿，推動桿與定位套采用螺紋連接，定位套內、推動桿上端設有錐體形觸頭，推動桿下端設有旋鈕，定位套上設有接線柱，接線柱上設有回位彈簧，接線柱內端與錐體形相抵觸，接線柱外端設有測試導線，使用時，旋轉推桿旋鈕，推桿帶動前端的錐體形觸頭前移，從而改變了測試鉗的有效測試直徑，接線柱附有接線柱頭并連接測試導線，設計裝置避免了測試鉗接觸到斷路器觸頭外圍的梅花彈簧，同時大大提高了測試鉗與接觸電阻的有效接觸面積，測試準確率獲得很大提高，也有效的降低了測試時100A大電流對設備及測試人員造成的損傷[4]。

4.結論

手車式開關真空斷路器作為目前電力系統控制裝置中應用最為普遍的部件，承擔著極為重要的角色。目前，國內外手車式開關真空斷路器生產廠家很多，其回路電阻測試的標準不同，為了提高測試精度，提高測量準確率，同時也方便人員測試，降低測試時100A大電流對設備及測試人員造成的損傷，研究設計了圓弧形接觸面的銅制接頭。將接頭固定于梅花觸頭內部，銅制接頭的曲面與梅花觸頭內部曲面接觸，大大增加了觸頭的接觸面積，并且觸頭避免了與梅花觸頭彈簧接觸，有利于解決大電流燒損彈簧的問題，同時便于解決鱷魚線夾點接觸的接觸面積小和易劃傷觸頭的問題。

參考文獻

[1]張遠超，薛強，劉元浩，等.開關柜全回路電阻測試方法[J].電子世界， 2015（17）：178-179.

[2]董偉，張詣.10-35kV手車式斷路器回路電阻測試工具運用[J].云南電力技術， 2013， 41（6）：98-99.

[3]龔先鶴，曹輝，易永利，等.10KV手車式斷路器底盤車檢修專用工具的研制[J]. 電工電氣，2015（9）：45-48.

[4]于杰，姜波，張啟紅，等.手車式開關回路電阻測試鉗頭：CN，CN 201852920 U[P]. 2011.