摘要：针对高压开关柜断路器机械特性试验接线复杂繁琐、需要手动合闸闭锁电磁铁等问题，本文设计了一种手车式开关检修试验辅助装置。它采用开关柜柜体侧母航空插头作为转接单元，可以为闭锁电磁铁、储能电机提供电源，提高断路器机械特性试验接线的安全性、准确率和工作效率。
关键词：断路器，特性试验，辅助装置
0引言：在测试开关柜断路器机械特性时，断路器手车已拉至检修位置。此时，手车航空插头已拔下，断路器合闸闭锁电磁铁失电闭锁[1~3]。在进行试验时，往往需要拆开断路器操作机构的面板，手动合上闭锁电磁铁以保持合闸回路的导通状态。拆装机构面板费时费力，手动合闸闭锁电磁铁也存在安全问题。现场查找断路器分合闸控制回路在手车航空插头的接线柱也容易出错，且测试线夹在航空插头的柱头上固定不牢固，容易脱落或短路。针对上述问题，本文提出了采用开关柜柜体侧母航空插头制作试验接线转接装置，节省试验接线时间，使闭锁电磁铁自动吸合，储能电机电动储能，提高试验安全性和工作效率。
1.工作原理分析
断路器机械特性测试接线时，断路器断口两端分别接到测试通道相应的接线端子，控制回路需要三根试验线分别是合闸控制线、分闸控制线、控制线公共端。
此外，断路器合闸回路串接了同闭锁电磁铁联动的常开微动开关，因此，要使合闸回路正常工作，还需要具备闭锁电磁铁回路导通的条件[4~5]。同时，分合闸试验时还需要电机储能回路正常工作，以保证机构释能后可以及时储能。
综上所述，开关柜机械特性试验时，应保证合闸回路、分闸回路、闭锁回路、电机储能回路四个回路正常工作。合闸回路和分闸回路由特性试验仪提供控制电源，闭锁回路和电机储能回路则需要通过辅助装置提供电源。
2.装置本体设计
根据所实现的功能，装置主要设计为转接单元、电源模块、组装箱体三个部分。转接单元用于将开关柜手车的航空插头对应的接线端子引出并提供易于试验接线的端子；电源模块用于向闭锁电磁铁和储能电机提供电源；组装箱体用于将各个模块组装固定在箱子里，便于携带。
2.1转接模块设计
通过对东营地区变电站所有6kV、10kV以及35kV开关柜航空插头型号、尺寸进行统计得出，东营地区开关柜使用航空插头有46芯和58芯两种型号，VD4、HD4、3AT-12等大部分型号断路器均采用58芯型，占总数的93.4%，仅有少数老式断路器采用46芯型。58针航空插座和插头型号为JDZ-58，尺寸规格都统一为180mm*60mm，航空插件的针孔区尺寸以及针孔的间距、标号均一致，故选用58针航空插座作为转接单元的主体。58针航空插头插座一般都使用了53针，留有5芯备用，而其中与断路器机械特性试验相关的端子列表如表1所示：
表1 断路器机械特性试验回路及对应端子
2.2电源模块设计
对于电源模块，其主要功能是为闭锁电磁铁和储能电机提供电源。通过对常见的开关柜说明书进行统计分析发现，大部分开关柜断路器机构储能电机和闭锁电磁铁在DC24V～DC220V、AC110V～AC220V之间均可以工作。分析常见开关柜控制电路得知，开关柜断路器使用的储能电机均为交直流两用电机，闭锁电磁铁为直流线圈，但闭锁电磁铁在机构内配置有前端整流模块，因此，在手车航空插头上闭锁电磁铁和储能电机接线柱接入直流电源和交流电源均可。为降低装置成本，本文使用交流电源为储能电机和闭锁电磁铁供电。供电电路如图1所示：闭锁电磁铁空开QF1和储能电机空开QF2接至交流检修电源。
图1 电源接线图
2.3组装箱体设计
将装置固定到箱子里，可以保护装置各个部分在路途中不受机械损伤，而且箱体便于携带。通过对各种试验仪器箱布局进行分析后，发现面板大部分平放在试验箱的下箱体内，因此，确定将接线平台平放在试验箱的下箱体内。
3.装置效果实测
装置组装完成后，在变电站内对其效果进行了实测。选择10台断路器进行对比试验，按照常规接线方法接线和采用辅助转接装置接线分别进行试验，对比前后的试验效果和试验时间。通过对10台开关柜试验各步骤用时以及试验结果进行统计得出，开关柜断路器特性试验辅助装置投入使用后，开关柜断路器特性试验时间从45分钟左右缩短到20min以内，极大的提高了试验效率。
4.小结
本设计利用开关柜柜体侧母航空插头研制的手车式开关检修试验辅助装置，有效的解决了开关柜机械特性试验时接线复杂且不牢固、需拆开机构箱面板手动合上闭锁电磁铁、手动储能等问题，极大的提高了试验的接线准确率、安全性和工作效率，降低了工作人员的劳动强度，在电力行业具有广泛的应用前景。
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论文作者:苗全堂,朱洪卿,武历忠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
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