新型儲能一體結構分析與負荷開關配合的探討

賀建新

摘 要：在文章的研究過程中，主要針對新型分閘彈簧連桿和合閘推板一體結構進行研究和分析，確保能夠有針對性地推出一套具有較強一體化的結構設計方案。同時，在結構設計當中，設備由操作軸、傳動齒輪組、儲能組件、合閘凸輪、分簧連桿、合閘推板以及分閘組件等部分構成。在這樣的結構設計當中，將分閘彈簧連桿以及合閘推板進行一體化結構設計，能夠有效提高傳動效率且保障結構的簡化設計，使得在結構布局方面更加合理。并且避免了傳統結構設計當中出現的累計的設計、加工裝配而導致的角度上的誤差，或者在緊固件銷釘上出現的故障，以此有效提升設備的使用壽命。

關鍵詞：分閘彈簧;合閘推板;一體結構;負荷開關

中圖分類號：TM56 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2020）09-0008-02

文章研究的是一種在配電設備領域當中的新型結構設計類型，以此形成了一種全新的一體化結構設計。對該裝置進行了內部方面的整體優化設計，以此有效提升了該設備的結構合理性。同時，在實際運行過程中，也可以避免因結構方面的缺陷問題而對設備運行造成嚴重影響，進而降低設備的使用壽命。

1 技術背景

在現階段的技術發展過程中，配電設備領域當中的技術應用，一旦在實際操作過程中出現了人為操作的失誤，導致中高壓交流配電出現了一定的操作失誤，就會對施工人員或者維修人員造成嚴重的生命威脅。因此，在相關設備的負荷開關結構上，都會進行一定的聯鎖結構設計，以此避免工作人員在實際操作過程中，由于個人的操作失誤而造成嚴重的安全事故。

此種設計可使結構在處于合閘的裝置下，就可以很好地利用聯鎖結構抵擋住相應的操作軸。這樣，就使得相關操作人員無法直接對操作軸進行控制，或者在結構處于接地狀態的時候，便可以利用其聯鎖結構方式有效避免分合閘的操作軸。同時，操作人員以及維修人員在進行操作的過程中，也能夠有效避免直接進行合閘或者接地的操作。

但是現階段在市場當中，對于大多數的聯鎖結構，始終有著質量方面的問題。或者在一些質量較好的設備上，成本要求過高，使得在進行操作的過程中，結構的復雜程度也較高。現階段，對于應用的結構連桿軸而言，基本上都采用了分體安裝的結構類型[1]。同時，在連接處的實際加工以及結構的配合間隙方面，有著較大的可能性。因此，在日常使用過程中，會對合閘的角度以及結構壽命造成較為嚴重的影響。

2 新型分閘彈簧連桿和合閘推板一體結構

文章研究過程中提出了新型分閘彈簧連桿以及合閘推板一體結構。在內部構造上，有著儲能組件，其儲能組件方面由儲能齒輪所構成。而對于合閘組件而言，在內部安裝有合閘凸輪，在設計過程中將合閘凸輪安裝在了儲能齒輪的外側位置，并伴有合閘彈簧的設置。對于分閘組件而言，主要利用合閘刀，焊接到合閘組件之上，在實際操作過程中使得內部組件更為簡化。不再需要運行的過程中，進行合閘推板的裝配操作。以此能夠有效降低裝配工作過程中出現的累計誤差問題，以免對整個結構造成嚴重的影響。

該結構主要由拉伸彈簧、“L”形連桿、連接銷、推板構成，核心在于導葉臂側球軸承中心與連接銷之間產生的偏心量。通過結構上的力對連接銷產生力矩平衡，促進結構正常開關導葉。在結構兩側的操作力產生作用，增加到設定值結構力矩均衡狀態，被破壞結構彎曲產生較強的保護作用，偏心量大小對結構動作力產生決定影響。為對彈簧連桿動作力大小進行調整，可在連桿之間設置帶有偏心量的螺釘。連桿結構正常狀態與動作狀態下，力矩平衡方程如下：

式中，Fk代表的是彈簧預加力;K代表的是安全系數;k代表的是彈簧彈性系數;x代表的是彈簧壓縮行程;Fs max代表的是彈簧連桿兩側操作力的最大值。當導葉啟動后，結構在向外拉力影響下，作用于鎖定蓋與套管。此時，彈簧拉桿與常規連桿沒有明顯區別。當導葉向閉合方向正常運動時，結構在向內側壓縮力的影響下，壓縮力可作用于彈簧兩側，因預壓縮力的作用不斷增加，超過最大操作力。在常規閉合時，彈簧壓縮量始終固定，且張力大于兩側的壓力，多余力由套管來承受。一體結構在機組開關中做空間運動，連桿受到一定的彎矩影響，使彈簧受力狀況得到有效改善。當導葉閉合時被卡住，作用于該導葉的連桿兩側壓力逐漸增加。當上升到彈簧動作力相同的數值時，彈簧動作將順著導向螺釘逐漸壓縮，信號元件會發出信號，調速器的導葉也會開啟，水流將異物沖走，結構受到彈簧張力的影響恢復到原始狀態，機組正常關機，此時無需停機[2]。但是一體結構中單純由中間位置的導向桿結構承受彎矩，因導向桿為螺紋連接式，自身剛性較弱，長期應用時容易出現誤動作，應對受力情況加強重視。

3 一種環網柜用的進出線彈簧操作結構

3.1 結構原理

負荷開關是一種能夠在實際操作過程中實現對電源、道閘操作的設備。同時，能夠在運行的過程中開斷額定負荷電流，是一種無滅弧或簡易滅弧的開關設備。在負荷開關的安裝過程中，在分閘位置的時候，其開關上的觸頭之間，需要有著符合相應電壓等級標準的實際絕緣距離（簡稱開距）。同時，還需在開關上進行斷開標記。一般情況下，在高壓電源下使用的高壓負荷開關，也就是在額定的電壓，在10kv以上的時候使用的負荷開關。在具體運行過程中，其負荷開關的基本運行原理比較簡單。同時，內部構造也相對簡化。但是由于在日常工作過程中，往往有著較高的應用程度，對于該設備的應用可靠性有著較高的壓迫力。在高壓負荷開關的運行過程中，往往能夠直接影響到變電所、電廠和理性設計，需要充分保障建立出安全性以及穩定性較高的設備。

在當下的市場環境當中，雖然一些進出線彈簧操作結構能夠實現一定程度的開閘和分閘，甚至可以實現接地操作，但是在運行過程中，三個不同模塊之間缺乏相應的聯系性，僅僅作為單獨存在的模塊出現。以此就使得不需要接地就能夠進行直接的操作。在實際操作過程中，即使沒有進行有效的接地，也能夠進行電纜室門的開合。為此，在這樣的操作過程中，都能夠對相關維修工作人員的安全造成嚴重危脅。以此，在進行進出線彈簧操作結構的設計過程中，需要對其進行較為可靠的優化處理。

3.2 關鍵技術

在形成環網柜所用的進出線彈簧操作結構方面，往往涉及到接通、隔離、接地以及上下傳動軸的操作原理。并且在內部的構成上，也包含著五防聯鎖等結構設計。

同時，在這樣的結構下，使得運行過程中，讓傳動軸的移動有效帶動彈簧的移動，以此推動結構進行運動。在對雙傳動軸進行順時針擺動的時候，形成電路的接通處理。反之，則形成隔離電路。而在對下傳動軸進行順時針操作時，則可以形成結構的接地操作。反之，則形成分閘操作，形成電路的接地隔離。

同時，在對負荷開關進行實際操作的過程中，形成的開關分、合閘的時候，往往需要將手柄插入到結構的上操縱孔當中。對其進行一定的順時針操作，就能夠很好地將負荷開關進行相應的開合閘。一旦在接地的開關處于合閘的狀態當中，其結構上的指示板就能夠有效地將負荷開關的操作孔進行遮擋，以此無法進行負荷開關的操作[3]。

而在接地開關的操作過程中，其開關的分合操作，就需要相關工作人員能夠將手柄插入到結構的下操作孔當中。而對其進行逆時針旋轉的過程中，可以很好地進行相應的操作。負荷開關在合閘位置上的時候，其結構的指示板可以很好地將其操作孔進行遮擋，以此有效組織開關的實際操作。

3.3 技術原理

在結構操作過程中，其每個不同步驟都能夠具有較好的聯鎖功能。而在實際的五防聯鎖方面，也能夠符合現階段國家電網的實際需求。如結構在實際的分閘位置，能夠放置在接地的位置上。同時，還需要充分保障結構能夠處于分閘位置上。一旦開關并沒有處于分閘位置上，這時候就需要進行結構的分閘操作，進而避免結構無法有效實現接地操作的情況。

在使用這樣的結構時，能夠具有較為可靠的結構形式。同時，在其形成的機械聯鎖功能方面，能夠在正常情況下進行實際操作。為此，就不需要再額外實施操作。同時，在應用過程中，也能夠充分滿足結構聯鎖方面的需求，保障在該結構下能夠實現較為可靠的機械強制性。

在實現聯鎖效果時，有幾個基本的條件需求。首先，對于負荷開關而言，在進行分閘位置操作時，往往需要進行接地開關操作才可以進行相應的合閘。而在進行接地開關分閘操作時，則需要對負荷開關進行合閘操作才可以實現。在開關電纜室門時，需要接地開關能夠接到實際的準確位置上，才可以進行相應的操作。為此，只有在電纜室門關閉后，其接地開關才可以進行分閘操作。

4 結語

綜上所述，在分析這種新型分閘彈簧連桿和合閘推板一體結構過程中，首先是對于傳統結構的創新和優化。在進行實踐的過程中，能夠很好地實現內部結構的充分優化。同時，也能夠進一步保障工作人員在工作過程中的安全性，確保生產過程能夠順利安全地進行。

參考文獻

[1] 阮綿暉，陳建福，陳銳.10 kV快速機械開關斥力結構仿真分析[J].高壓電器，2020，56（10）：141-146，154.

[2] 劉歡慶，南東亮，王龍龍.斷路器故障引起高抗匝間保護跳閘原因分析[J].電氣技術，2020，21（10）：127-132.

[3] 石峰，王淼，葉德武.一起分閘掣子缺陷引起的斷路器合后即分故障分析[J].電氣應用，2020，39（10）：89-94.