THG5高壓隔離開關(guān)簡介

目前國外電力機車及動車組大部分將高壓電器安裝于車頂，柜內(nèi)安裝方式較少。國內(nèi)電力機車及動車組為適應(yīng)高海拔、高寒等環(huán)境要求，將部分高壓電器安裝于柜內(nèi)，如:南車株洲電力機車有限公司HXD1D,30 t軸重電力機車和HXD1C高原車，北車大連機車車輛有限公司HXD3B , HXD3C , HXD3D型電力機車，龐巴迪380D動車組等。新型網(wǎng)側(cè)柜內(nèi)高壓電器包括高壓隔離開關(guān)、真空斷路器及配套高壓接地開關(guān)等部件。 THG5高壓隔離開關(guān)是為HXD1D型機車而研制的高壓電器設(shè)備。HXD1D型機車采用高壓隔離開關(guān)、真空斷路器、高壓接地開關(guān)、高壓互感器和避雷器組成高壓設(shè)備，裝于高壓網(wǎng)側(cè)柜內(nèi)。高壓柜設(shè)計要求電氣間隙310 mm，雷電沖擊電壓170 kV。為了合理布置各產(chǎn)品位置并滿足電氣間隙要求，需設(shè)計柜內(nèi)用氣動高壓隔離開關(guān)，滿足柜內(nèi)高壓電器需求。

基于HXD1D型電力機車柜內(nèi)高壓隔離開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)如下:

尺水長x寬x高)800 mm x 316 mm x 544 mm

額定電壓AC 30 kV

額定電流500 A

短時耐受電流16kA,1 s

控制電壓DC 110 V

最小動作電壓DC 77 V

額定工作氣壓400-1 000 kPa

最小動作氣壓350 kPa

閘刀旋轉(zhuǎn)角度600

機械壽命20 000次

環(huán)境溫度-40±700℃

高壓導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電連接板HV1、輸出連接板HV2、閘刀組裝和觸頭。固定墊厚度小于觸頭厚度，固定螺栓尾部一側(cè)使用碟簧，兩閘刀間距可彈性變動，當(dāng)閘刀和靜觸頭接觸后，碟簧的變形代替閘刀變形產(chǎn)生夾緊力。使用C20碟簧，高壓導(dǎo)電部分閉合時，閘刀推動碟簧和鎖緊螺母，碟簧壓縮變形1 mm 。

絕緣部分包括2個支持絕緣子和1個拉桿絕緣子。2個支持絕緣子用于支持高壓導(dǎo)電部分，并保證高低壓部件間絕緣性能。拉桿絕緣子用于連接傳動機構(gòu)和高壓導(dǎo)電部分，同時起絕緣作用。絕緣子組裝滿足電氣間隙310 mm，爬電距離)1 000 mm，雷電沖擊電壓)170 kV，工頻耐受電壓)75 kV的要求。

THGS高壓隔離開關(guān)電控氣動部分的原理與BT系列高壓隔離開關(guān)相同。壓縮氣體先進人過濾閥，再通過電磁閥進人氣缸，電磁閥部分增加帶調(diào)速功能消音器，有效控制氣路分合閘速度，其中電磁閥控制氣路行進方向，氣缸前后運動帶動傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)閘刀組裝分合操作。

電磁閥和氣缸分別裝于底板左右兩側(cè)，通過氣缸作為執(zhí)行元件，高性能方向控制閥控制氣流方向，采用低溫調(diào)壓閥進行壓力調(diào)節(jié)、過濾水分和多余雜質(zhì)。 電磁閥和氣缸的氣路連接需采用氣路管接頭和氣路軟管。各氣日使用直角絞接組合接頭氣路軟管，電磁閥排氣日使用G3/8消音器進行氣壓的緩沖和調(diào)整，采用19芯連接器進行信號傳遞 。

底板使用鋼板焊接成型，底板上焊接了接地座、吊環(huán)安裝座、調(diào)壓閥支座、氣缸支架、插座支架和輔助聯(lián)鎖墊板等部件。底板上開有電纜和氣路軟管的進出日，方便布置電路和氣路。

傳動機構(gòu)部分如圖2所示，氣缸往復(fù)運動帶動操縱桿轉(zhuǎn)動600,操縱桿帶動軸和轉(zhuǎn)桿運動，轉(zhuǎn)桿在轉(zhuǎn)動同時上下運動，以帶動閘刀上下旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)分合操作。

其中，操縱桿與軸、軸與轉(zhuǎn)桿使用鍵連接，套筒對軸起支持作用，操縱桿對面的凸輪與軸采用六方結(jié)構(gòu)連接固定，凸輪上方的固定螺栓調(diào)整鎖緊軸向機構(gòu)。

分閘時操縱桿與轉(zhuǎn)桿均向右轉(zhuǎn)動600。氣缸的運動行程為80 mm ,與BT高壓隔離開關(guān)氣缸運動行程相同，軸中心距拉桿中心為69.5 mm。

總體結(jié)構(gòu)部分如概述圖所示。

:當(dāng)接通氣路且高壓隔離開關(guān)處于合閘狀態(tài)時，電磁閥E端瞬時得電(同時保證電磁閥S端無電)后得到分閘信號，得電動作，打開E端輸氣氣路，壓縮空氣經(jīng)電磁閥進人壓力氣缸E端(同時壓力氣缸S端氣體通過電磁閥排氣氣路，經(jīng)消音器排出)，推動操縱桿使轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)600,隔離開關(guān)分斷。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的同時，固定在主軸上的凸輪驅(qū)動低壓聯(lián)鎖改變?yōu)榉珠l狀態(tài)，并將信號反饋給機車電路系統(tǒng)。

:當(dāng)接通氣路且高壓隔離開關(guān)處于分閘狀態(tài)時，電磁閥S端瞬時得電(同時保證電磁閥E端無電)后得到合閘信號，得電動作，打開S端輸氣氣路，壓縮空氣經(jīng)電磁閥進人壓力氣缸S端(同時壓力氣缸E端氣體通過電磁閥排氣氣路，經(jīng)消音器排出)，推動操縱桿使轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)60°,隔離開關(guān)閉合。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的同時，固定在主軸上的凸輪驅(qū)動低壓聯(lián)鎖改變?yōu)楹祥l狀態(tài)，并將信號反饋給機車電路系統(tǒng) 。

通過對新型網(wǎng)側(cè)柜內(nèi)用高壓隔離開關(guān)的高壓導(dǎo)電部分進行溫升計算，同時結(jié)合鐵科院產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心機車車輛檢驗站的型式試驗 ，THG5高壓隔離開關(guān)滿足溫升試驗和絕緣電流試驗的要求，試驗驗證數(shù)據(jù)資料見表2。

前言

第一章 高壓隔離開關(guān)現(xiàn)狀及存在的問題

第一節(jié) 高壓隔離開關(guān)概述

第二節(jié) 高壓隔離開關(guān)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

第二章高 壓隔離開關(guān)設(shè)計與優(yōu)化的基礎(chǔ)理論

第一節(jié) 傳動機構(gòu)的基本要素

第二節(jié) 連桿機構(gòu)

第三節(jié) 齒輪機構(gòu)

第四節(jié) 蝸桿和蝸輪傳動

第五節(jié) 彈簧的選取

第六節(jié) 機構(gòu)的運動分析方法

第七節(jié) 機構(gòu)的動力分析方法

第八節(jié) 機構(gòu)的優(yōu)化理論

第三章 高壓隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)及設(shè)計要點

第一節(jié) 隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)的基本組成種類

第二節(jié) 高壓隔離開關(guān)設(shè)計要點

第四章 高壓隔離開關(guān)完善化改造

第一節(jié) 高壓隔離開關(guān)完善化改造工作的開展

第二節(jié) 關(guān)于高壓隔離開關(guān)訂貨的有關(guān)規(guī)定

第三節(jié) 常用國產(chǎn)戶外高壓隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式

第四節(jié) 隔離開關(guān)完善化典型

第五章 高壓隔離開關(guān)典型導(dǎo)電回路

第一節(jié) 高壓隔離開關(guān)主觸頭結(jié)構(gòu)

第二節(jié) 活動出線座

第三節(jié) 導(dǎo)電回路接觸部分完善化改造

第六章 高壓隔離開關(guān)典型傳動機構(gòu)

第一節(jié) 單柱式

第二節(jié) 雙柱式

第三節(jié) 三柱式

第七章 高壓隔離開關(guān)典型操動機構(gòu)

第一節(jié) 手力操動機構(gòu)

第二節(jié) 電動操動機構(gòu)

第八章 Gw6-220系列隔離開關(guān)的完善化改造

第一節(jié) GW6-220系列戶外高壓隔離開關(guān)的現(xiàn)狀

第二節(jié) GW6-252D(W)型交流高壓隔離開關(guān)絕緣子強度校核

第三節(jié) GW6-220型隔離開關(guān)檢修工藝

第九章 高壓隔離開關(guān)的試驗

第一節(jié) 型式試驗

第二節(jié) 出廠試驗

第三節(jié) 現(xiàn)場交接試驗

參考文獻