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隔離開(kāi)關(guān)觸頭接觸壓力的計算和定標測量

  • 分類(lèi):行業(yè)資訊
  • 作者:
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  • 發(fā)布時(shí)間:2019-11-15 14:11
  • 訪(fǎng)問(wèn)量:

【概要描述】

隔離開(kāi)關(guān)觸頭接觸壓力的計算和定標測量

【概要描述】

  • 分類(lèi):行業(yè)資訊
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詳情

摘自:《高壓電器技術(shù)信息

摘要本文對GW10/GW11型戶(hù)外交流高壓隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的設計接觸壓力進(jìn)行了詳細的分析計算,將先進(jìn)的傳感器與靜觸頭設計相結合,對產(chǎn)品進(jìn)行了數據測量分析,為合理規范此類(lèi)產(chǎn)品的接觸壓力提供了較為可靠的數據,并為電網(wǎng)安全運行提供了可靠的測量手段。

關(guān)鍵詞接觸壓力;測量;計算;測試系統

引言

現場(chǎng)運行經(jīng)驗表明,高壓隔離開(kāi)關(guān)觸頭發(fā)熱燒損現象比較普遍,甚者在60%額定負荷時(shí)觸頭溫升就超過(guò)規定值。究其原因由于動(dòng)靜觸頭接觸壓力小,接觸電阻增大,接觸處發(fā)熱而導致溫度升高。此外,由于動(dòng)靜觸頭間隙過(guò)大,形成導電回路截面不足,以致負荷較大時(shí),產(chǎn)生過(guò)熱。最終導致隔離開(kāi)關(guān)出頭燒損。如何保證動(dòng)靜觸頭接觸壓力以及線(xiàn)路的安全運行,對隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)品接觸壓力出廠(chǎng)前進(jìn)行試驗保證設計許可值,已成為必不可少的檢測方法。

測量方法

?。?/span>原有測量方法單注垂直伸縮式/雙柱水平伸縮式隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)品大都是通過(guò)動(dòng)靜觸頭的鉗夾來(lái)達到導電的目的,由于缺乏有效的測試手段,產(chǎn)品在做出廠(chǎng)調式試驗時(shí),只是通過(guò)人為用模擬靜觸頭來(lái)前后推動(dòng)感覺(jué),用塞尺測量的接觸間隙,并沒(méi)有量化值來(lái)體現,這樣不能很好地保證產(chǎn)品接觸壓力。

ⅱ)計算需要對產(chǎn)品的接觸壓力進(jìn)行測量,并必須進(jìn)行理論計算。動(dòng)靜觸頭的接觸壓力,主要是靠產(chǎn)品上部導電管內的拉桿向上移動(dòng),壓縮內部彈簧而產(chǎn)生,并由頂桿推動(dòng)動(dòng)觸頭支座內的聯(lián)板使力傳遞給動(dòng)觸頭,通過(guò)杠桿原理將力傳遞至接觸點(diǎn)上見(jiàn)圖1),從而產(chǎn)生接觸壓力。

根據螺旋彈簧壓縮力標準計算公式:                    

P=Gd^4L/8D^3A     

(1) 式中:G為彈簧材料切度模量;d為彈簧鋼絲直徑;D為彈簧中徑;L為彈簧變形量;A為彈簧有效圈數。

而產(chǎn)生接觸壓力的彈簧有兩種,一種為接觸壓力彈簧,產(chǎn)生接觸壓力;另一種為復位彈簧,產(chǎn)品分閘時(shí)產(chǎn)生使產(chǎn)品觸頭分開(kāi)的力;這兩個(gè)力是相互抵消的。

經(jīng)過(guò)計算產(chǎn)生接觸壓力的彈簧力P=P1P2=1112.98N≈1113N。

觸頭壓力分解圖如圖2所示。

 

根據杠桿原理有:FC=Na/L=a×P×tgδ/2L

(2)式中:a為力臂長(cháng)度,為定值120mm;P為生產(chǎn)接觸壓力的彈簧力1113N;δ為拉桿與連桿在合閘位置的夾角67.380°。

將上面各值代入式(3)

FC=160272/L(N)  (3)

由于接觸位置是可變的,L值的變化范圍在37-267MM之間,由此可以根據上式計算出L值在變化范圍內的理論接觸壓力值,見(jiàn)下表1。

1 理論接觸壓力值

L(mm)

37

47

57

67

77

87

97

107

117

167

217

267

理論值(N)

4331

3410

2812

2392

2081

1842

1652

1498

1370

960

739

600

根據表1計算出的理論接觸壓力值可以作出在不同接觸位置時(shí)的接觸壓力變化曲線(xiàn),見(jiàn)圖3

 

測量?jì)x器原理及配置

對產(chǎn)品的接觸壓力值進(jìn)行詳細的計算后選用特殊的雙梁傳感器,并將傳感器改裝在產(chǎn)品的模擬靜觸頭中,然后制作智能數顯控制儀部門(mén),儀器外形見(jiàn)圖4。

 

測試儀器技術(shù)數據及組成

測力范圍:0-3000N

系統精度優(yōu)于0.5%FS

具有最大值瞬時(shí)保持、瞬時(shí)值跟蹤顯示、交直流兩用等功能。

組成:①接觸壓力傳感器;②測試數顯控制儀。

原理框圖如下

接觸壓力接觸壓力傳感器數顯控制儀

如圖所示,待連好機構接口后,根據設置可選擇進(jìn)入測試狀態(tài)。動(dòng)作執行機構在動(dòng)作信號的作用下進(jìn)入動(dòng)作測控狀態(tài),同時(shí)給接觸壓力傳感器以作用,傳感器將動(dòng)作狀態(tài)傳遞給數顯控制儀,直接顯示測試結果。

測試流程圖

測試流程如下

開(kāi)機電源)→設備自檢連接接口測試結果

測量結果

使用測量裝置對產(chǎn)品進(jìn)行了四組接觸壓力實(shí)際測量,數據如下表2所示

2 四組接觸壓力測試數據

L

37

47

57

67

77

87

97

107

117

167

217

267

 

 

接觸壓力

a

1740

2050

2130

1950

1715

1530

1385

1240

1200

830

695

535

b

1690

2089

2304

1960

1672

1578

1500

1378

1260

835

679

552

c

1720

2200

2297

1955

1927

1706

1530

1411

1290

925

696

565

d

2065

2006

1965

1850

1790

1705

1680

1560

1470

1063

715

608

理論值

4331

3410

2812

2392

2081

1842

1652

1498

1370

960

739

600

所測試的4組數據均為合格零件所裝配出的產(chǎn)品,L值為37-267mm。

根據數據繪制曲線(xiàn)如下

 

對測量數據的分析

通過(guò)對數據曲線(xiàn)進(jìn)行對比分析,在正常的鉗夾范圍(37-267mm),37-87之間,測量值較理論值偏小。87-267之間,測量值與理論值基本一致。測量曲線(xiàn)出現與理論值不一致的情況,經(jīng)過(guò)分析和比對,認為主要是因為動(dòng)觸頭支座和動(dòng)觸片的加工誤差、材料的變形引起的。

在正常的設計要求的鉗夾點(diǎn)(L=117),經(jīng)過(guò)分析總結,將標準驗收值設定為1200N。

存在問(wèn)題

在整個(gè)系統開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,遇到了一些問(wèn)題,主要是傳感器系統的制作及校準,制作模擬靜觸頭時(shí),材料的選型、熱處理硬度要求頗費工夫。因為在接觸壓力較大的情況下以不能破壞動(dòng)觸頭為前提。在實(shí)際測試的過(guò)程中,發(fā)現模擬測量靜觸頭與產(chǎn)品的動(dòng)觸頭的角度較為重要,否則影響測量精度。

結語(yǔ)

使用該測試裝置對產(chǎn)品進(jìn)行檢測以后,產(chǎn)品的統一性及可靠性得到了很大的提高,自使用以來(lái),產(chǎn)品無(wú)一例因為接觸壓力不夠而出現質(zhì)量問(wèn)題的。

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