原创《高压开关动触头改进》
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触头系统的结构
高压隔离开关的型号众多,分类标准也很多.按照隔离开关的安装地点可以分为户内式和户外式按照动触头的运动方式可以分为水平旋转式、垂直旋转式、插入式以及摆动式等按照操动机构可以分为手动式、电动式和气动式等.当然还有一些不同的分类标准,但是从触头部分的结构来看,最基本类型为插入型触头和夹钳型触头.插入型的高压隔离开关是动触头以水平方式直接插入到触指中,其中,静触头触指是长方体结构,其由紧固螺栓固定在触指座上,由夹紧弹簧压紧动触头是圆柱形结构,其由紧定螺栓固定在导电管上.动静触头之间接触力是由夹紧弹簧来提供的,动静触头接触方式是线接触.这种类型在高压隔离开关中比较常见.
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触头失效的原因分析
夹钳型触头结构的高压隔离开关动触头采用钳夹式结构夹紧静触头导线杆,夹紧力由导电管内的夹紧弹簧来提供.其中,动触头系统是机械手式的单臂折叠式结构.在隔离开关合闸过程中,动触头片一直开得很大,靠近静触头时开始合拢,这时动触头片夹住静触杆并逐渐增加压力,直至夹紧,这种结构触头钳夹范围大,适应于所有软母线和管母线.动静触头触头之间的接触方式是点接触方式.
触头从投入运行到最终失效的整个失效过程中,触头的温度在不断升高,其接触电阻也在不断增大.但是触头部分温度升高,是由于电流通过电阻而发热引起的,因此在触头的整个失效过程中,影响接触电阻变化的因素,从某种意义上来说,也就是影响触头失效的因素,如温度、应力、形变、材料性质等,触头失效最直接的现象是触头部分的温度在升一高.因此从触头的发热现象出发,可以找到触头失效的原因.触头发热及过热现象触头从投入运行就会出现发热现象.经研究资料表明,隔离开关在其电流达到额定电流的时就会发热,当电流达到额定电流的就会出现过热现象.触头发热是由于电阻的升高引起的,因此,应对触头部分的电路进行分析.
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新型高压隔离开关创新改进的措施
有鉴于此,对交流高压隔离开关的结构进行深入的研究,并尝试提出一系列创新改进措施,挂网运行,效果良好：
3.1绝缘支柱采用环氧树脂浇注而成,永磁铁包覆在环氧树脂中.在静触头的绝缘支柱上安装永磁铁,在动触头上安装供与永磁铁吸合的吸片.用永磁结构代替挂钩结构,克服挂钩式结构易产生虚扣或卡死现象.
3.2改造动静触头的结构,动静触头的双刀片上各安装一吸片,构成双吸片.在旋转轴处增加导向片、在双刀板上安装分闸限位挡板,并在合闸后动触头的刀口与静触头接触处前后端以及动触头与旋转轴座接触处及其靠近进线端一侧都设有双弹簧螺丝固定动触头的双刀片,使双刀片与两端静触头均匀全面接触.从而实现把点、线接触形式改为面与面接触的形式.
3.3人性化改造,方便操作与安装人员的措施.
（1）隔离开关的拉钩采用不锈钢板制作、板上加夜光显示.方便夜间分合闸操作.
（2）隔离开关的进、出线各采用一个方形孔,一个长方形孔,方便与设备线夹孔洞配合.
3.4.为了把隔离开关动静触头的结构有由原来的点、线接触改为面与面接触,有较大的难度,必须使动静触头的结构非常精准,左右位置只允许误差1mm.为此本开关采用三套的导向结构,使合闸时非常顺畅,一次合闸成功.
3.5.为了使动静触头的面与面接触压力均衡,使电流分布均匀,采用双通孔、弹簧结构（防止原设计的开关使用一段时间后,因磨损产生压力不够发热的现象）.在动触头上加装两对不锈钢压板使动静触头的接触面压力均衡,电流分布均匀,大量减少接触电阻,增加载流量.
3.6进线端子与静触头采用高导电性能紫铜板一体冲压成型,出线端子与旋转轴及导向板也采用高导电性能紫铜板一体冲压成型,并都模铸在对应的绝缘支柱上,使得导电性能更优越,载流量更大,更安全.
3.7静触头、旋转轴座两块铜板与动触头双刀片在铸造时采取保持同一方向,使得合闸时接触面积最大,接触电阻最小,同时也增大了操作安全性.
采用上述结构后,本交流高压隔离开关因为增加了永磁铁和吸片,合闸时可以借助磁性吸附合闸定位,分闸时只要克服磁性吸附作用力即可拉开,所以,分合都很顺畅,杜绝生锈卡死现象.同时,由于本开关动静触头接触面积达到1 800 mm2,动触头（开关）载流紫铜面积达到300 mm2,且动、静触头的接触压力均衡,开关触头的温升试验值仅为12K,另外,本开关的弹簧设计,其压力不受温升影响,寿命寿命最长.
参考文献
[1]张秀丽,贺勃,李拥军,等.高压隔离开关柜隔离触头压力检测值研究,高压电器[M],2003.
高压开关论文参考资料：
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