（国网天津市电力公司经济技术研究院 天津市 300171）
摘要：由于现在电力需求急剧增加，气体绝缘金属封闭式开关设备（GIS）中的每一个间隔一般都带有一台隔离开关和一台接地开关，以往隔离开关和接地开关都是分体结构分体操作，这样在成本高、体积大、操作无法实现机械联锁，后来进化到三工位开关，由于采用梅花触头或者采用自立触头，虽然达到了三工位的要求，而成本没有大幅降低，自立触头在长期合闸状态通电发热致使抱紧力下降，接触电阻相比出厂状态下略大，设计结构复杂、加工制造成本高，产品竞争力差。因此急需要一种新型的三工位开关来打破这种困境。
关键词：新型；三工位开关；技术原理；创新点
1新型三工位开关的关键技术和技术原理
1.1关键技术
1.1.1隔离开关支持件、传动系统和触杆，隔离开关支持件包括安装在壳体上的支撑臂和安装在支撑臂顶端的滑筒，传动系统包括齿轮齿条副，触杆滑动插接在滑筒内部，触杆一端与接地触头对应，另一端与接通触头对应，触杆与齿轮齿条副的齿条一体制成，齿轮齿条副的齿轮安装在支撑臂上。
1.1.2接地触头、滑动触座、静触座都采用内嵌弹簧触脂结构。传动系统包括齿轮齿条，齿条镶嵌在滑动导电杆内部.
1.1.3弹簧触脂结构，利用动触座和静触座内开弹簧触脂槽，使其成为一个整体。“接地合-隔离断开”“隔离断开-接地断开”“接地断开-隔离合”的三种状态。具有开合母线转换电流和感性、容性电流的能力。
1.2技术原理
该产品中结构紧凑的三工位开关由一台操动机构三相联动驱动，通过齿轮绝缘传动杆使三工位机构上的旋转力作用到齿轮上，通过齿轮和齿条接触把作用力传到滑动导体上，使其开关达到“接地合-隔离断开”“隔离断开-接地断开”“接地断开-隔离合”的三种状态。具有开合母线感性电流和容性电流的能力。
2新型三工位开关设计的技术方案与创新点
2.1技术方案
本项目的新型三工位开关，包括安装在壳体上的接地触头、滑动触座、静触座和滑动导体组成三工位开关。特点：隔离开关包括隔离滑动触座、静触座、滑动导电杆机构传动。接地触头、滑动触座、静触座都采用内嵌弹簧触脂结构。传动系统包括齿轮齿条，齿条镶嵌在滑动导电杆内部。
本项目的新型三工位开关，优选方案为：接地触头、静触座和滑动触座三者位于同一条倾斜直线上，采用弹簧触脂，降低成本简化结构。本科技项目的有益效果是，该产品中结构紧凑的三工位开关由一台操动机构三相联动驱动，通过齿轮绝缘传动杆使三工位机构上的旋转力作用到齿轮上，通过齿轮和齿条接触把作用力传到滑动导体上，使其开关达到“接地合-隔离断开”“隔离断开-接地断开”“接地断开-隔离合”的三种状态。具有开合母线感性电流和容性电流的能力。该产品不仅结构简单、性能可靠，体积小等特点。由于采用弹簧触脂大大降低了成本，提高了生产效率，增强了产品竞争力。该设计主要应用于气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）隔离、接地开关。
图2新型三工位开关剖视图
图1中：1接地绝缘子，2自立触头，3屏蔽罩，4滑动导体，5静触座，6梅花触头，7齿条，8齿轮，9绝缘杆，10滑动导体支撑
图2中：1接地触头，2滑动触座，3静触座，4滑动导体，5绝缘杆，6齿轮。7齿条，8弹簧触脂。
2.2具体实施方式
2.2.1接地接通状态时：滑动导体4和接地触头1接触。
2.2.2隔离断开状态时：滑动导体4完全在滑动触座2内。
2.2.3隔离接通通状态：滑动导体4和静触座3接触。
接地触头1、滑动触座2、静触座3三者位于同一条倾斜直线上。
2.3创新点
2.3.1从外观上更美观，体积更小，为气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）小型化提供了可能性。
2.3.2隔离.接地开关之间实现机械联锁，杜绝了误操作的可能，可靠性提高。
2.3.3隔离.接地开关共用一台操作机构，简化了中间传动环节，稳定性可靠。
2.3.4隔离.接地开关共用一个气室，共用一根传动杆，减少了密封环节，漏气率降低。
3新型三工位开关与同类产品的比较
原三工位开关的壳体上分别设置1接地绝缘子，2自立触头，3屏蔽罩，4滑动导体，5静触座，6梅花触头，7齿条，8齿轮，9绝缘杆，10滑动导体支撑该装置通过绝缘杆使旋转力作用到齿轮上。设计结构复杂加工成本高，安装繁琐，漏气率高，产品竞争力低，自立触头在长期合闸状态通电发热致使抱紧力下降，接触电阻相比出厂状态下略大。
本项目的三工位开关由一台操动机构三相联动驱动，通过齿轮绝缘传动杆使三工位机构上的旋转力作用到齿轮上，通过齿轮和齿条接触把作用力传到滑动导体上，使其开关达到“接地合-隔离断开”“隔离断开-接地断开”“接地断开-隔离合”的三种状态。具有开合母线感性电流和容性电流的能力。该产品不仅结构简单、性能可靠，体积小等特点。由于采用弹簧触脂大大降低了成本，提高了生产效率，增强了产品竞争力。该设计主要应用于气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）隔离、接地开关。在具体指标包括外观、稳定性、成本等方面的比较如表1所示。
4结语
综上所述，新型三工位开关设计的优势较为明显，与同类产品相比，其结构简单、使用方便、安全可靠、安装方便、成本低廉。因此将其广泛应用气体绝缘金属封闭式开关设备（GIS）的间隔中，该产品可作为标准模块实现126kVGIS的积木化设计，实现了126kVGIS中隔离开关与接地开关的机械联锁，主要应用于126kV气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）隔离、接地开关。新型三工位开关的设计，大大提高了产品的性能，节省了成本，降低了工人的工作强度，减小了气体绝缘金属封闭式开关设备（GIS）的间隔体积为用户节约了安装空间。
参考文献：
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论文作者:朱辰,纪明,李索娅
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/20
标签：齿条论文; 齿轮论文; 工位论文; 触头论文; 导体论文; 结构论文; 弹簧论文; 《电力设备》2016年第24期论文;