（珠海经济特区广达电器设备有限公司 广东珠海 519000）
摘要：本文介绍了一种新型电动机构隔离开关操作箱设计，可用于取代原有手动操作的隔离开关操作箱，其组成包括箱体、箱门、元器件安装板及箱体安装机构，还包括设置于箱体内的电动操作机构、手动操作机构及与所述手动操作机构联动设置的闭锁微动开关。本新型操作箱运行稳定可靠，可实现电动、手动操作及二者的联锁，能提高设备的作业安全性，价格低廉、日常维护简单，可广泛运用于电厂、变电所等场所。
关键词：隔离开关；操作箱；电动
一．产品现状
随着我国经济建设的飞速发展，国家对铁路、电力等基础设施建设加大了力度。由于提速的要求电气化铁道得到飞速发展，地方电力系统的自动化也越来越高，在这些基础设施建设中输电线路、变电站需要大量使用隔离开关设备。
此前，主要采用手动机构进行操作，现在为了实现开关系统的就地、远程微机联锁控制，开关的操作方式已趋向为电动为主。而目前，普通隔离开关配套电动操作机构运行不是十分稳定可靠，从而影响到供电系统的运营效率和操作者的作业安全。
二．技术方案
本新型电动机构隔离开关操作箱由以下部分组成：箱体、箱门、元器件安装板、箱体安装机构、电动操作机构、手动操作机构和相关辅助回路。电动操作机构由电动机、两级蜗轮减速器及电器控制元件组成，其电动机动力通过第一级蜗轮减速器、第二级蜗轮减速器，由输出轴传递于隔离开关或接地开关操作轴，完成开关的分、合闸动作。手动操作机构由闭锁板及手柄组成，闭锁板设置有手柄插入孔，闭锁板上移至手柄插入孔，插入手柄后，由手柄操作完成分、合闸动作。
三．技术特点
新型电动机构隔离开关操作箱的使用环境为：
⑴ 周围空气温度不得超过+40℃，而且在24小时内其平均温度不得超过+35℃。周围空气温度的下限为-25℃。
⑵大气条件：在最高温度+25℃时，其相对湿度短时可以达到100％。
⑶ 海拔高度不超过2000米。
注：对于在海拔高于1000m处使用的电子设备，有必要考虑介电强度的降低和空气冷却效果的减弱。打算在这些条件下使用的电子设备，应按照制造厂与用户之间的协议进行设计和使用。
⑷ 垂直安装倾斜度不超过5度。
⑸ 无显著摇动及冲击振动的地方。
⑹ 户外安装，设备污染等级4。
新型电动机构隔离开关操作箱技术参数如下：
⑴ 额定工作电压：380V；
⑵ 额定对地电压：小于300V；
⑶ 额定绝缘电压：500V。
⑷ 额定电流：200A以下
⑸ 额定分散系数：按GB7251.3中4.7的规定。
⑹ 额定电机电压：AC380V
⑺ 额定控制电压：AC220V
⑻ 额定电机电流：1.3A
⑼ 额定电机功率：370W
⑽ 输出扭距：450Nm
⑾ 分/合闸时间（s）：6±1
⑿ 输出转角：90℃
⒀ 防护等级：IP44
新型电动机构隔离开关操作箱具有以下技术特点：
1、手动操作机构设置有联动闭锁微动开关，当闭锁板上移至手柄插入孔时，联动切断电动操作控制回路，实现电动操作机构与手动操作机构的联锁。
2、闭锁板上方设置有无电源操作孔，其用于无电源安装时调试手动操作机构。
3、电动操作机构装有行程开关，可控制电动机调整输出轴旋转角度。
4、电动操作机构设有缺相与相序保护器，现场电源相序接错时可使电动机停止操作。
5、输出电路设有短路保护器件，在输出总负载电流不超过200A时，每个短路保护器件的额定电流不超过125A。
6、箱体底部设置有加热器，由温湿度控制器控制可实现箱体内湿度的自动控制，有效防止箱体内部产生凝露。
7、箱体三面均设置有铰链安装箱门，且箱门上设置有L型把手。
8、箱体底板开设有三个由胶套密封的过线孔，用于控制电缆的进出。
9、箱体内部和箱门均设置有可靠的保护接地螺栓。
10、箱体安装机构为垂直地面的挂式安装结构。
11、箱体表面喷涂有户外塑粉。
四．产品描述
产品结构如图1至图3所示，本操作箱为垂直地面挂箱式防护结构，采用翻边加密封条式结构，防止进水且满足防护等级要求，主要包括箱体1、箱门2、元器件安装板3及箱体安装机构4。在材质选取上，采用不小于1.2 mm厚的不绣钢板弯制组焊而成，各部件有足够的机械强度和刚度，能承受操作箱本身自重及短路时所产生的机械应力和热应力，并能防止构成磁性通路以避免引起较大涡流损耗。
操作箱内部操作机构包括有安装于箱体1内的电动操作机构与手动操作机构，其中电动操作机构由一台电动机51、两级蜗轮减速器及电器控制元件组成，其电动机51的动力通过第一级蜗轮减速器、第二级蜗轮减速器，由输出轴传递于隔离开关或接地开关，从而实现分、合闸动作。同时，输出轴的旋转角度可以通过一套行程开关控制电动机51实现，动作时间误差±1秒。机构采用性能优良、动作可靠的快速动作辅助开关，辅助开关操作轴直接和蜗轮减速器输出轴的下端相连，机构终点位置的角度可进行微量调整，调整方法是：松开行程开关的紧固螺钉，将行程开关向需要改变的方向做微量的移动，最大移动量应不超过5mm，再拧紧行程开关紧固螺钉。电动操作机构还设置有缺相与相序保护器52，若现场电源相序接错，电动机51将不能操作，需调整电源相序接线。
手动操作机构主要包括闭锁板及手柄，在进行手动操作时，打开正面箱门2，向上拉动闭锁板3至5mm，此时电磁铁通电动作，闭锁板的限位件被打开，当闭锁板继续向上移动至手柄插入孔处，插入手柄即可通过手摇操作实现分、合闸动作。此外，闭锁微动开关与手动操作机构联动设置，当闭锁板开启至可插入手柄位置的同时，即压下了闭锁微动开关，使就地和远程的电动操作控制回路被切断，可实现手动与电动联锁；当抽出手柄时，闭锁板下移盖住手柄插入孔，此时不能进行手动操作，而电动操作机构的电源则接通，可以进行电动操作，仍然保持手动和电动联锁，从而增加操作安全性。
闭锁板上方设置有一无电源操作孔，此孔仅在无电源安装调试手动操作机构时使用，通过此孔用小于￠2的操作针杆压下闭锁限位件，使闭锁板可上提到位，从手柄插入孔插入手柄，实现手动操作，调试完成后不再使用此孔。
除湿回路部分，箱体1底部设置加热器6，其由温度控制器进行控制，实现箱内温度的自动控制。温湿度控制器工作特性为：温度低于5℃时启动加热器6，当温度升高至15℃时自动切断加热器6，停止工作；当湿度达到90%（25℃）时，启动加热器6工作，可防止凝露的产生。
操作箱箱体1三面均设置箱门2，即正面、左侧、右侧开设箱门2，便于设备维护检修，箱门2与箱体1之间通过铰链21安装固定，同时箱门2上均设置有L型把手及门锁。铰链21采用金属制，每对合页可靠地固定在箱体1和箱门2上。同时，操作箱箱体1内和箱门2上设置有与之对应相连的保护接地螺栓，主要用于设备的保护接地，当安装完毕后，接地需确认可靠。
操作箱箱体1的底部设有三个过线孔，由胶套密封，可便于电缆进出线，使用过程中用户可对照电气图和端子接线图进行外部线路的联接。为防箱体腐蚀，避免变色，箱体1和箱门2采用户外塑粉进行静电喷涂。
五．结语
本新型电动机构隔离开关操作箱运行稳定可靠，可实现电动、手动操作及二者的联锁，提高设备的作业安全性，价格低廉、日常维护简单。本操作箱设计经过多次方案修正，使用元器件和材料经严格评选，所有项目均达到国家相关标准要求，可取代原有手动操作的隔离开关操作箱，广泛运用于电厂、变电所等场所。
参考文献：
[1]闻邦椿.机械设计手册.北京：机械工业出版社，2009
[2]黄坚、郭中醒.实用电机设计计算手册（第2版）.上海：上海科学技术出版社，2014.10
作者简介：
荣丽华，女，1983年生，大学本科，机电工程师。研究领域：机械工程及自动化，机电一体化。
论文作者:荣丽华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：操作论文; 箱体论文; 机构论文; 手柄论文; 蜗轮论文; 联锁论文; 电动机论文; 《电力设备》2017年第7期论文;