GIS用三工位隔离开关操作机构研究
原文发表在《高压电器》2020年第8期。
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DOI：10.13296/j.1001-1609.hva.2020.08.013
GIS用三工位隔离开关操作机构研究
张杰，张艳晓，曹善军，李燕燕，喻会永
(许继集团有限公司， 河南 许昌461000)
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摘要
针对三工位隔离开关结构复杂、占用空间大，位置定位不确切、要达到定位精度须要后期调节的问题，文中提出了一种圆锥分度曲轴结构的定位方案。圆柱分度凸轮机构具有结构简单、定位精度高、分度数多等优点，恰能满足三工位隔离开关操作机构的设计需求。文中首先对现有三工位隔离开关机构定位原理进行剖析对比，指出其存在的问题。其次对圆锥分度曲轴结构定位原理进行了理论剖析并进行样机设计，然后给出样机试验结果。试验结果证明，该方案结构简单，占用空间小，装配后无需调节即可达到所需的定位精度。能够实现三工位隔离开关电动操作的确切定位，满足了气体绝缘金属封闭开关设备的小型化及高可靠性的要求。并已在工程中得到广泛的应用。
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主要内容
气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear，GIS)结构紧凑、可靠性高、维护工作量小，广泛应用于矿山企业、城乡电网等场所，可实现供电系统的控制、测量、在线检测与保护。三工位隔离开关整合了隔离开关和接地开关二者的功能，公用一台操动机构，通过一个动触头分别与两个静触头接触或断掉，形成接地、隔离及跳闸3个工作位置，集成度高、联锁可靠，广泛应用于GIS中。
三工位隔离开关操作机构设计时首先须要解决三工位开关的准确定位问题，如果定位不确切，会影响动触头部位的局部电场，影响绝缘性能。圆柱分度凸轮式间歇机构较传统间歇机构传递速率更高，运动性能更稳定，适用于分度数较多的场合，能够满足三工位隔离开关操作机构的设计需求。文中提出了一种圆锥分度凸轮机构定位机构的方案，应用于GIS中直动式三工位隔离开关及其操作机构。该定位方案采用圆锥分度凸轮机构输出间歇运动，只有抵达工作位置时，才通过机械传动触发反映工作位置的微动开关实现其切换，进而发出抵达某个工作位置的电气讯号。此定位方案占用空间小、定位可靠、传动平稳、可实现快速工位切换，装配后无需调节即可达到所需的定位精度。
1现有三工位机构定位原理
2圆锥分度凸轮机构定位原理
3样机试验结果
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结论
对于三工位隔离开关来说，合理地选择定位机构是其才能实现工作位置确切定位的关键。文中采用圆锥分度凸轮机构定位机构，从其工作原理以及试验结果来看，该定位机构定位可靠、传动精度较高，能够满足三工位开关确切定位的设计需求。依照上述圆锥分度凸轮机构定位方案研发的三工位隔离开关操作机构，已应用于GIS中，在多个工程中成功应用。
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作者简介
张杰(1979—)，男，学士，高级工程师，主要从事高压开关以及高电压绝缘技术的研究(E-mail：13949809653@163.com)。
张艳晓(1986—)，女，工程师，硕士研究生，主要从事中压开关机械设计研究(E-mail：13253739853@163.com)。
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本文索引
张杰，张艳晓，曹善军，等. GIS用三工位隔离开关操作机构研究[J]. 高压家电，2020，56(8)：80-85.
ZHANG Jie，ZHANG Yanxiao，CAO Shanjun，et al. Positioning scheme for operation mechanism of three-position disconnector for GIS[J]. High Voltage Apparatus，2020，56(8)：80-85.
《高压电器》简介
《高压电器》期刊由中国高压家电行业的归口单位——西安高压电器研究院有限责任公司主管、主办，1958年复刊，刊名由当时的人大常委会副委员长、中国科学院教授郭沫若同志亲笔题写。迄今已有六十余年的历史。
《高压电器》(国际标准刊号：ISSN 1001-1609、国内统一刊号：CN 61-1127/TM)对国内外公开发行，是我国高压家电行业具有权威性的国家级刊物，它立足于高压家电行业，同时为致力于高压家电研究、开发、制造和使用的专业技术人员提供最新的技术资讯服务，具有较高的技术水平和专业知名度。主要报导高压家电、高电压技术、电力系统及其相关领域中的新技术、新方式和新的应用性研究成果。主要栏目有：研究与剖析、技术讨论、设计技术、测试技术、智能电器、综述、技术交流、经验点滴、新产品新技术、新书介绍、简讯等。另外，期刊还开办相关的专题栏目，如高压家电专题、 触头材料专题、清洁能源与微电网专题、直流开断技术专题、SF6取代二氧化碳研究专题、真空开断技术专题、高电压与放电等离子体专题、GIS/GIL用醇酸复合绝缘件研究专题、电气设备局部放电及状态监测技术专题、电气设备震动与噪音专题等，及时报导高压家电行业发展的新动向、新热点。
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