CN106370586B - 一种高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置。传统的盐雾试验方法无法考虑分离、结合动作对隔离开关触头触指接触性能的影响，试验得到的数据不准确。本发明的技术方案包括动力驱动系统、动力传动系统和盐雾试验箱，所述的盐雾试验箱包括箱体和罩在箱体外的箱盖，箱盖的两侧均开有一底部开口的通孔，该通孔处设有密封端盖，所述的密封端盖通过紧固件与箱盖密封连接；所述的密封端盖上设有用于与导电杆密封连接的塑料膜。本发明综合考虑了分离、结合动作和盐雾环境两者对隔离开关触头触指接触性能的影响，有效防止了箱体内的气体盐雾泄漏，试验得到的数据准确可靠。

Description

一种高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置
技术领域
本发明涉及电力设备盐雾试验装置，具体地说是一种高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置。
背景技术
随着现代社会经济形势的高速发展，各个行业对电力能源的需求也与日俱增，电力系统发挥的重要作用也日益凸显，在增加电力系统压力的同时也对变电站设备运行可靠性和寿命提出了更高的要求。
目前，变电站高压隔离开关设备失效现象时有发生。通过对高压隔离开关故障的检查，导电杆上的触头触指导电回路过热是一种最常见的故障现象，严重时甚至会发生触头触指烧毁。触头触指导电回路过热主要就是由接触电阻增加引起，分析原因，最主要原因就是触头触指表面被大气腐蚀或破坏引起接触电阻增加，特别在沿海靠近海边的变电站或环境污染严重的工业区中的变电站隔离开关。金属大气腐蚀是指金属在大气环境中由于氧气、温度、湿度、污染等原因引起材料的破坏或变质。盐雾腐蚀是一种常见和最具破坏力的大气腐蚀，特别在沿海地区，破坏更为严重。腐蚀不仅带来经济损失，更给变电站运营安全带来巨大隐患。深入研究隔离开关关键部件失效，对于设备安全运行和完善金属监督具有重要意义。
在20世纪初，发达国家就已经开始对金属材料在自然大气环境下进行腐蚀行为的研究。最常用的研究方法是通过现场暴露实验。它的优点是能够反映现场的实际情况，所得的数据直观、可靠性较高，常被用于估计金属的腐蚀寿命，同时也为设备选材设计提供依据。但是现场暴露实验方法也有很多缺点，比如试验周期太长，至少3到5年时间，同时大气中腐蚀物质很多，很难判断出某一个因素的影响作用。近年来，各国都在寻找加速试验方法，至今已有几十种之多。其中，盐雾试验方法就是最常用的一种。它是利用盐雾实验设备产生的人工盐雾环境来模拟自然环境中的盐雾，用来考核金属材料耐腐蚀性能，其盐雾的主要腐蚀成分是NaCl。根据国标GB/T 10125-1997，采用NaCl 5%中性盐雾，试验时间72小时，试验温度35℃左右，盐雾沉降量在 1-2ml/80cm2.h，约等于自然环境中3年所受腐蚀的效果。
导电回路过热是高压隔离开关长期以来未能彻底解决的问题，目前采取的措施是选用大通流能力的隔离开关，然后降电流使用，继续恶化，则就停电检修更换。因此，随着各行各业科技的发展，有必要通过开发有针对性的试验台来进行触头触指新工艺的研究。中国电科院杨堃等人开发了户外隔离开关触头触指镀银层的机械寿命自动测试装置（中国申请号：201320743565.X），研究了不同镀银工艺影响情况，但其没有考虑环境影响因素。
若按照目前的盐雾试验方法来进行高压隔离开关触头触指盐雾试验，则只是将关键零部件触头、触指等静态、无运动关系地置于盐雾试验箱环境中，是一种离线的试验方法，其缺点主要是：
1）未能在高压隔离开关触头、触指处于啮合（即闭合）的状态下进行盐雾环境模拟，忽略了隔离开关长期处于闭合状态的实际工况。
2）无法考察盐雾环境下，隔离开关分离、啮合运动所产生的影响，而分离、啮合动作会对触头触指表面镀层造成磨损，从而进一步加快腐蚀。
发明内容
针对上述离线盐雾试验方法考察高压隔离开关触头触指性能时未考虑啮合状态以及运动关系，本发明提供了一种可以解决这些问题的高压隔离开关触头触指在线试验装置。
为此，本发明采用的技术方案是：一种高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，包括动力驱动系统、动力传动系统和盐雾试验箱，
所述的动力传动系统包括连杆组件、两个立柱和两个花盘，所述的连杆组件由动力驱动系统驱动，两个立柱通过两个花盘和连杆组件连接实现联动，立柱的顶部用于安装导电杆，通过两个立柱的旋转实现导电杆触头与触指开合动作；
所述的盐雾试验箱包括箱体和罩在箱体外的箱盖，箱盖的两侧均开有一底部开口的通孔，该通孔处设有密封端盖，所述的密封端盖通过紧固件与箱盖密封连接；所述的密封端盖上设有用于与导电杆密封连接的塑料膜，该塑料膜上开有与导电杆横截面形状匹配的通孔，此通孔用于导电杆的通过。
当需要对触头触指进行观察检测时，只需要将密封端盖上的紧固件取下，然后将箱盖向上抬出，需要继续试验时，重新盖上箱盖，并安装好密封端盖即可，可免去导电杆的拆装，操作简便。两处的密封结构可以防止试验箱体内的气体盐雾泄漏。
传统的对导电杆触头触指盐雾试验就是将其静态、无运动关系地放置在盐雾试验箱中，定时观察耐蚀情况。而实际工况是高压隔离开关触头触指绝大部分时间是啮合在一起的，只有在停电检修时才打开，每次检修时可能会不断打开啮合多次，在此过程中，在触指弹簧压力作用下，触头与触指间会发生磨损，有可能破坏触指触头上的镀银层。由于传统的盐雾试验方法无法考虑分离、结合动作对隔离开关触头触指接触性能的影响，试验得到的数据不准确。
本发明可以使隔离开关触头、触指处于长期啮合的状态，并可以在此过程中模拟实际工况使触头、触指进行分离、啮合一定次数，这样就综合考虑了分离、结合动作和盐雾环境两者对隔离开关触头触指接触性能的影响，试验得到的数据准确可靠。
进一步地，所述的塑料膜采用套在导电杆上的卡箍与导电杆密封连接。卡箍将塑料膜卡在导电杆上，使导电杆与塑料膜之间密封，有效防止箱体内的气体盐雾泄漏。
进一步地，所述的盐雾试验箱放置在一支架的滑槽上。盐雾试验箱可沿滑槽滑动，便于盐雾试验箱的安装调整以及离线、在线模式的切换。
进一步地，所述支架的底部装有滑轮，滑轮方便支架移动。
进一步地，所述盐雾试验箱的一侧设有一台架，该台架上设有方便操作人员登台进行试验的阶梯。
进一步地，所述的密封端盖与箱盖之间设有密封圈。通过密封圈加强密封端盖与箱盖之间的密封，防止箱体内的气体盐雾泄漏。
进一步地，所述的连杆组件包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的一端由动力驱动系统驱动，另一端与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端与一花盘的一侧连接，该花盘的另一侧与第三连杆的一端连接，第三连杆的另一端与另一花盘连接；通过连杆组件来实现两花盘相反方向的转动，从而实现两侧立柱相反方向的转动。
进一步地，所述的第二连杆和第三连杆与焊接在花盘上的拐臂连接。
进一步地，所述的动力驱动系统包括伺服电机、第一弹性联轴器、第二弹性联轴器、扭矩传感器和减速器，伺服电机的输出轴通过第一弹性联轴器与扭矩传感器的一端相连，扭矩传感器的另一端通过第二弹性联轴器与减速器的输入轴相连，减速器的输出轴通过膜片联轴器与一垂直传动轴连接，该垂直传动轴与第一连杆固定连接。通过控制伺服电机产生驱动力并通过减速器，进一步放大扭矩传递给动力传动系统。
进一步地，所述的动力驱动系统放置在一安装座上，所述两侧立柱的底部通过轴承安装在轴承安装座上，所述的安装座和轴承安装座放置在一基础平台上。
本发明具有的有益效果有：本发明综合考虑了分离、结合动作和盐雾环境两者对隔离开关触头触指接触性能的影响，有效防止了箱体内的气体盐雾泄漏，试验得到的数据准确可靠；试验时可免去导电杆的拆装，操作简便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明移去支架和台架后的结构示意图。
图3是本发明盐雾试验箱的结构示意图。
图4是本发明动力驱动系统的结构示意图。
图5是本发明动力传动系统的结构示意图。
图6是本发明导电杆触头触指啮合示意图。
图7是本发明导电杆触头触指分离示意图。
图中，1-基础平台，2-轴承安装座，3-花盘，4-立柱，5-箱体，6-导电杆，7-箱盖，8-密封端盖，9-支架，10-台架，11-连杆组件，12-膜片联轴器，13-减速器，14-扭矩传感器，15-伺服电机，16-安装座，17-触头，18-触指，19-卡箍，20-垂直传动轴，21-第一连杆，22-第二连杆，23-第三连杆，24-拐臂，25-把手。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
如图1-2所示的高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，其由动力驱动系统、动力传动系统和盐雾试验箱组成。
所述的盐雾试验箱由箱体5和罩在箱体外的箱盖7组成，箱盖7的两侧均开有一底部开口的通孔，该通孔处设有用于套在导电杆上的密封端盖8，所述的密封端盖8通过螺钉与箱盖7密封连接；所述的密封端盖8上设有用于与导电杆密封连接的塑料膜，该塑料膜上开有与导电杆横截面形状匹配的通孔，此通孔用于导电杆的通过。塑料膜采用套在导电杆上的卡箍19与导电杆6密封连接。
如图3所示，所述的盐雾试验箱放置在支架9的滑槽上。支架9的底部装有滑轮。盐雾试验箱的一侧设有台架10，该台架10上设有方便操作人员登台进行试验的阶梯。密封端盖8箱盖7之间设有密封圈。
如图4所示，所述的动力驱动系统由伺服电机15、第一弹性联轴器、第二弹性联轴器、扭矩传感器14和减速器13组成，伺服电机15的输出轴通过第一弹性联轴器与扭矩传感器14的一端相连，扭矩传感器14的另一端通过第二弹性联轴器与减速器13的输入轴相连，减速器13的输出轴通过膜片联轴器12与垂直传动轴20连接，该垂直传动轴20与第一连杆21固定连接。
如图5所示，所述的动力传动系统由连杆组件11、两个立柱4和两个花盘3组成，所述的连杆组件由动力驱动系统驱动，两侧立柱4通过两个花盘3和连杆组件11连接实现联动，立柱4的顶部用于安装导电杆6，通过两个立柱4的旋转实现导电杆触头与触指开合动作。
所述的连杆组件11由第一连杆21、第二连杆22和第三连杆23组成，第一连杆21的一端由减速器13的输出轴驱动，另一端与第二连杆22的一端连接，第二连杆22的另一端与一花盘的一侧连接，该花盘的另一侧与第三连杆23的一端连接，第三连杆23的另一端与另一花盘连接；第二连杆22和第三连杆23与焊接在花盘上的拐臂24连接。通过连杆组件来实现两花盘相反方向的转动，从而实现两侧立柱相反方向的转动。
所述的动力驱动系统放置在安装座16上，两个立柱4的底部通过轴承安装在轴承安装座2上，所述的安装座16和轴承安装座2放置在基础平台1上。
本发明的工作过程描述如下：
1）将盐雾试验箱箱体5通过支架9放到合适位置，然后将两侧的密封端盖8、密封圈套在两侧的导电杆6上，并用卡箍19将密封端盖8上的塑料膜扎紧在导电杆6上，从上往下盖上箱盖7，再次调整支架9，对齐密封端盖8和箱盖7的通孔位置，装上螺钉后完成密封安装。
2）启动伺服电机15，通过减速器13将扭矩放大，扭矩通过膜片联轴器12传递到连杆组件11，在连杆组件11的作用下实现了两个立柱的转动，且转向相反，从而带动导电杆转动，使导电杆上的触头、触指啮合。
3）按照盐雾试验的相关标准设置试验参数，开启盐雾试验箱开始试验。
试验模式1：如图6所示，触头、触指始终处于啮合状态。按照前述步骤使触头、触指啮合。需要进行观察检测时，关闭试验箱，卸下密封端盖8的螺钉，通过把手25将箱盖7从上抬出，再用相关仪器测试即可。检测结束后，将箱盖7从上往下盖上，然后安装好密封端盖8，继续试验。
试验模式2：如图6、图7，试验过程触头、触指可以分离、啮合。预备步骤同前，试验过程中，通过程序控制伺服电机正反转实现触头与触指分离、啮合N次，时间间隔为T。需要进行性能测试时，步骤同模式1。

Claims (9)

1.一种高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，包括动力驱动系统、动力传动系统和盐雾试验箱，其特征在于，
所述的动力传动系统包括连杆组件(11)、两个立柱(4)和两个花盘(3)，所述的连杆组件由动力驱动系统驱动，两个立柱(4)通过两个花盘(3)和连杆组件(11)连接实现联动，立柱(4)的顶部用于安装导电杆(6)，一个立柱(4)对应一根导电杆(6)，一导电杆的内端连接触头，另一导电杆的内端连接触指，通过两个立柱(4)的旋转实现触头与触指开合动作；
所述的盐雾试验箱包括箱体(5)和罩在箱体外的箱盖(7)，箱盖(7)的两侧均开有一底部开口的通孔，该通孔处设有用于套在导电杆上的密封端盖(8)，所述的密封端盖(8)通过紧固件与箱盖(7)密封连接；所述的密封端盖(8)上设有用于与导电杆密封连接的塑料膜，该塑料膜上开有与导电杆横截面形状匹配的通孔，此通孔用于导电杆的通过；
所述的连杆组件(11)包括第一连杆(21)、第二连杆(22)和第三连杆(23)，所述第一连杆(21)的一端由动力驱动系统驱动，另一端与第二连杆(22)的一端连接，第二连杆(22)的另一端与一花盘的一侧连接，该花盘的另一侧与第三连杆(23)的一端连接，第三连杆(23)的另一端与另一花盘连接；通过连杆组件来实现两花盘相反方向的转动，从而实现两侧立柱相反方向的转动。
2.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，其特征在于，所述的塑料膜采用套在导电杆上的卡箍(19)与导电杆(6)密封连接。
3.根据权利要求2所述的高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，其特征在于，所述的盐雾试验箱放置在一支架(9)的滑槽上。
4.根据权利要求3所述的高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，其特征在于，所述支架(9)的底部装有滑轮。
5.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，其特征在于，所述盐雾试验箱的一侧设有一台架(10)，该台架(10)上设有方便操作人员登台进行试验的阶梯。
6.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，其特征在于，所述的密封端盖(8)与箱盖(7)之间设有密封圈。
7.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，其特征在于，所述的第二连杆(22)和第三连杆(23)与焊接在花盘上的拐臂(24)连接。
8.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，其特征在于，
所述的动力驱动系统包括伺服电机(15)、第一弹性联轴器、第二弹性联轴器、扭矩传感器(14)和减速器(13)，伺服电机(15)的输出轴通过第一弹性联轴器与扭矩传感器(14)的一端相连，扭矩传感器(14)的另一端通过第二弹性联轴器与减速器(13)的输入轴相连，所述减速器(13)的输出轴通过膜片联轴器(12)与一垂直传动轴(20)连接，该垂直传动轴(20)与第一连杆(21)固定连接。
9.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头触指在线盐雾试验装置，其特征在于，所述的动力驱动系统放置在一安装座(16)上，所述两个立柱(4)的底部通过轴承安装在轴承安装座(2)上，所述的安装座(16)和轴承安装座(2)放置在一基础平台(1)上。
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