无励磁分接开关设计十法

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1、无励磁分接开关设计十法摘要：阐明了无励磁分接开关优化设计的目标和方案、简化结构的办法及提高可靠性的途径。关键词：无励磁分接开关；可靠性；结构设计1前言1994年，沈阳变压器研究所在浙江省三门腾龙电器有限公司组织的无励磁分接开关全国统一设计中采用了一些不同于以往的设计方法，使其结构在1990年问世的碟型开关的基础上更趋完善。经过近十年的生产实践和运行考验，证明其效果较好。此次统一设计是以优化设计为内容，以提高可靠性为目标，以简化结构为途径，是无励磁分接开关的一次创新、一次改革。其目的是使开关向小型化发展

2、，特别是降低开关的高度，以达到节材节能的功效。因此，对这些特殊结构原则进行综合归纳，并进行深入分析，再思考很有必要，可以引发和派生新的设计理念，从而使无励磁开关的设计更趋完善。分接开关所起的重要作用是使变压器可进行电压调整，在这一意义上说是不允许出现故障的。那么分接开关设计的最主要目标是什么呢？当然就是提高可靠性！那么为提高可靠性是否必须提高设计精度呢？答案是否定的。即设计精度高不等于可靠度一定高。在保证可靠性前提下，产品设计的经济性就显得尤为重要了。一种设计方案的可靠性和经济性的协调统一乃是优化设计

3、的宗旨。那么优化设计的途径何在呢？设计结构复杂不等于功能必然多。在满足功能的前提下，最简化的设计才是最佳方案！因为简化分接开关，其经济性更好，这很易于理解。那么简化设计是否能提高可靠性呢？答案通常是肯定的。因为若结构中多一个螺丝钉，它的故障概率就大一些，一则它因有瑕疵而可能在工作中折断；二则它因操作中没拧紧而在某一时刻脱落；三则它因变压器的频繁震动而松动等等。如果设计中将其简化掉了，其故障概率就是零，可靠度当然提高。统一设计的无励磁分接开关就是本着以上设计原则进行的。那么具体设计法则有多少呢？综合归纳

4、不外有十法，下面结合统一设计及其有代表性的产品结构逐一阐述。2无励磁分接开关设计十法则2.1绝缘曲面1990年开发研制的碟型开关首次在胶木盘上部制成碟形伞状绝缘曲面，如图1中1所示。在统一设计中WSPII型10kV级和WSPII型35kV级开关在胶木盘上采用阶梯形圆台状绝缘曲面，分别如图2中1和图3中1所示。WDGII型110kV开关在上、下支架上有塑制环形凸台，同行业中还有采用双伞形曲面的。但无论采用何种何型绝缘曲面，其目的只有一个，即增加开关绝缘结构的爬电距离，从而降低开关的设计高度，进而降低变压

5、器相应高度，为变压器节材节能创造条件。在统一设计中，简化了WSP系列分接开关阶梯形圆台状曲面结构。它不是像其它开关增塑一个绝缘曲面，而是利用开关为固定托盘而设的圆台以镶嵌螺母，又为结构所必须，一举两得。然而这只是碟型开关向小型化迈出的第一步。2.2到位手感到位手感是统一设计中增加产品可靠性的重要法则之一。它是靠在两相邻定触头之间设置间位凸台，当操作者旋转转轴带动动触片跨越其上变换挡位时产生震感效果来实现这一功能的。间位凸台的设置后来在行业中也有多种形式，比如有齿轮形间位凸台，9齿与9个定触片的触头如犬

6、牙交错布置，上下齿面呈弧形。统一设计WSPIII开关延续采用了碟型开关的挂壁式间位凸台的结构。那么，其优越性又表现在何处呢？如图1和图2中2所示，其一，因为间位凸台轴向突出于定触片上下两平面，并且间位径向向心凸起，所以增加了定触片间爬电距离，提高了触头间耐压水平，即提高了开关的可靠性；其二，动触片三个触头尖部滑越凸台，摩擦附着其上的绝缘胶木膜层，不在触点接触部位不影响接触，而齿轮形间位凸台动触头触点恰划过齿状弧面，长期转换挡位形成的绝缘胶木膜层影响接触；其三，归位功能好，挡位准确。在WDGII型110

7、kV级鼓型开关中共有6个定触柱，该型中部调压开关动触环要跨接相邻两个定触柱。当换挡时，定触柱本身即相当于间位凸台被动触环跨越，而产生到位手感，其利用定触柱结构简化掉了间位凸台，使间位凸台的运用有所创新。2.3随机接触分接开关的最本质功能是通过动、定触头的切换挡位以实现调压，所以分接开关动定触头的良性接触乃是设计中关键所在。那么如何设计分接开关才能使其达到良性接触呢？WSPIII型分接开关9个定触片按结构设计成为圆周分布的同一平面内，但实际上由于胶木盘塑制后材料收缩变形，固定其上的定触片严格说只是周向分

8、布在一个无规则的波面上。统一设计的盘型分接开关也延用了碟型开关的成功实践。如图2中3和图1中3所示，转轴设计只对动触片有径向和周向约束，而对其无轴向约束。轴向约束就是圆周120°等分对应的9个之中3个定触片，依着物体六点定位法则，使动触片在定触片所分布的波面上的转换中随机浮动接触。根据几何学中三点定平面的原理，动、定触片的三个等分触点总会稳定可靠地在平面内良性接触。统一设计的WSTII条型开关也是靠3点定平面这一原理在弹簧力作用下实现良性接触。这三点就是