一种高压开关柜电流互感器定位技术论文_杨志豪,庄严,陈志灵,叶开明

(国网泉州供电公司 福建泉州 362000)

摘要:文章介绍了一起10kV干式电流互感器(CT)在运行中损坏的事故,分析了电流互感器损坏的原因,同时在更换过程中遇到的困难,提出了一种利用导轨、齿轮、齿条和螺杆结构,实现三维可调的高压开关柜电流互感器定位技术,解决作业人员在更换过程中的难题。

关键词:高压开关柜;电流互感器事故;电流互感器定位;三维定位技术

1 事故处理经过

某变电站10kV馈线高压开关柜内采用的电流互感器厂家为上海二互电器有限公司,型号为LZZBJ12-150b/2S,变比为600/5,动稳定电流80kA,热稳定电流31.5kA,二次绕组为3个绕组,分别用于测量计量保护。2017年12月15日,电流速断动作保护动作,跳开馈线开关,现场人员检查馈线开关柜闻到烧糊的味道。打开后柜检查发现电流互感器炸裂,接线板有灼烧的痕迹。现场调取故障数据得出,因外部线路故障短路,导致保护动作,造成电流互感器烧损。

现场人员对故障电流互感器进行更换,由于电流互感器由大量铁芯、线圈和环氧树脂组成,所以重量较重;同时开关柜内部空间狭小、结构紧凑,作业十分不方便,耗费了大量的时间才将电流互感器更换完毕。

2 电流互感器定位技术

2.1定位装置的技术要求

由于高压开关柜内部结构紧凑、空间狭小如下图所示,所需安装的电流互感器位于开关柜的后板中部位置,电流互感器靠近两边,安装定位的位置受限。安装电流互感器仅能从槽钢后安装,操作者受限严重。所采用的定位技术应同时满足以上的安装位置需求,以保证装置的通用性,因此要求所设计装置两边的固定部件宽度不大于5cm。

电流互感器自重约为30kg(合约300N),安装时保证直立放置安装。在安装过程中,装置应能使电流互感器上下、左右自由活动,同时还应有一个相对于槽钢的前后动作,保证电流互感器定位准确。

2.2 定位装置的解决方案

需要更换的电流互感器夹紧在安装组件里。安装组件可以取出,与整个装置分离,在更换之前,先将电流互感器锁紧在安装组件上,靠夹头锁紧,形成一个整体,操作夹头即操作整个电流互感器。

为实现电流互感器的孔位能精确定位,实现微调的动作,在水平方向设置一组导轨,垂直方向设置一组导轨。结合起来则为竖直面的一个二维工作平台,整个电流互感器能利用两个轨道进行平移进行定位。

水平受力基本均衡,靠齿轮齿条驱动。大部分力集中在垂直方向,垂直方向利用螺杆进行提升。螺杆具有省力,结构简单不易损坏的优点。前后运动由较大的螺栓旋紧来实现。整个装置跟平台之间利用石墨铜套接触,石墨铜套有自润滑的功能,能使电流互感器前后自由移动。

2.3 受力分析

夹钳的夹紧力分析。

夹钳需要利用夹钳与CT之间的摩擦力与CT的重力相抵消。两个夹钳之间的正压力相同,则摩擦力f相同,计算得

其中 f=电流互感器与夹钳之间的摩擦力

G=电流互感器的重力。

夹钳板靠螺杆向后拉,夹头上设有凸台,随着夹钳板向后靠,夹钳不断挤压,整个夹紧装置自动对中,将电流互感器对称地夹紧在两个夹钳之间。力则由螺纹的支反力转换成电流互感器面上的正压力,由此产生摩擦力。

利用摩擦力公式:

f=Nμ

其中 N=作用于CT上的正压力

μ=夹钳与CT之间接触面的摩擦系数,查得系数取0.45

N=150N 0.45=333N

根据力矩平衡公式,结合上右图的受力分析得:

其受力情况如下:

其中 P点为电流互感器的质心

O’为Y轴平面的轨道面

O为X轴平面的轨道面

满足使用条件及要求。

3 结语

本文介绍了一起10kV干式电流互感器炸裂事故,分析了电流互感器发生损坏的原因。根据操作人员在更换电流互感器过程中遇到的困难,提出了一种新型的高压开关柜电流互感器定位技术,一种利用导轨、齿轮、齿条和螺杆结构,实现三维可调的定位技术,通过受力分析验证定位技术的可行性。利用新的定位技术,解决作业人员在更换电流互感器过程中的难题。

参考文献:

[1]邹启群,舒逸石,于培杰.某变电站弱馈侧母联电流互感器爆炸原因分析[J].华电技术,2011,33(9):69-71.

[2]包正红,石成钢,马丽山,等.一起干式电流互感器故障分析[J].青海电力,2015,34(3):60-63.

论文作者:杨志豪,庄严,陈志灵,叶开明

论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期

论文发表时间:2018/6/4

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