高压开关柜的活门机构
摘要:介绍2 种移开式高压开关柜的触头罩活门机构传动原理,及具体制作中应注意的一些问题。
关键词:高压开关;触头;机构
移开式高压开关柜的活门机构有多种形式。某公司在设计10 kV 及35 kV 铠装移开式交流金属封闭开关柜时,分别采用了旋转翻门及平移滑门两种机构,它们各有特点,难以替代。旋转翻门机构较为简单,动作灵活可靠、推动力小。是十分理想的机构,但是为了使开启后的翻门有个隐藏空间,应将触头罩设计成前面凸台形状,这样就必须加长开关柜前半仓深度,其增加的深度与活门的宽度成正比,故多用于触头罩较小的10 kV 柜中。而平移滑门机构较为复杂,因为滑门行程较长,而且有多处转动与平动的转换,需要推动力大。虽然触头罩前面无需做成凸台形状,可以节减开关柜的前半仓深度,但应采取加长触头罩长度等措施,以增加爬电距离,一般多用于35 kV 柜中。
1 旋转翻门机构
旋转翻门机构简图如图1 所示（上门省略） ,是典型的铰接四杆机构,4 个构件（柜体、大刀片OA 、拉杆AB 及扇页板B PM） 用销子铰接起来,各构件彼此可作相对转动。OA 杆是原动杆, O 和P 是2个固定在柜体上的支点, 翻门与扇页板B PM 做成一体。当手车从右边的试验位置向左边的工作位置移动时,由车轮推动OA 杆, OA 杆绕支点O 作反时针方向转动到OA1 位置, 同时带动拉杆AB 使之移动到A1 B1 位置,通过扇页板B PM 上的B 点,使它绕支点P 作反时针转动, 使翻门从关闭状态M 转到*开启状态M1 ,从而完成了翻门的启闭过程。机构上加装有1 根拉簧,它作用于扇页板的B P 段,使翻门在手车处于非工作位置时呈关闭状态。设计时应先考虑建立P 点的位置及扇页板的形状, 要使PB 大于P 点到柜体中隔板的距离。关闭时, 翻门M 应全部挡住触头罩孔,打开时,翻门M 应全部开足,确保与手车之间有足够的安全距离。
角度转换
的尺寸根据导轨高度来定, 小于A 点到底板的距离, 从而可以算出OA 的长度。
在制作旋转翻门中应注意以下几点:
（1） P 点应设计在比触头中心线高的位置。当手车处于非工作位置时,翻门呈关闭状态,使柜体上6 个一次触头罩孔全部被挡住。
（2）大刀片OA 与车轮接触的边,应设计成三折线,使翻门翻转的全过程不是匀速,即在手车前进22 mm左右时,翻门迅速打开达50 %,以便一次触头能方便地进入触头罩内,此段折线要陡。在余下的行程中,翻门缓慢地开足,这时手车行进比较平稳。
（3） 当手车前进到翻门即将启动时,一次触头端部与门的距离应不小于55 mm。
（4） 由于各支点及铰链配合间隙较大,加上镀锌薄板的弹性变形,生产加工很难保证高精度,为此设计尺寸应有余量。
2 平移滑门机构
平移滑门机构简图如图2 所示
它是由2 个摇杆滑块机构（一个由柜体、大刀片Ⅰ、长杠杆OB 、短拉杆BC 及滑块C 组成;另一个由柜体、大刀片Ⅱ中OQ、摇杆QPA 、长拉杆AD、滑块D 及一个滑块Q 组成） 构成,其中2 个支点O、P 都固定在机架上。前一摇杆机构动作可使下触头罩滑门启闭, 而后一摇杆机构动作可使上触头罩滑门启闭, 当然它们的动作是同步进行的。当手车从右边的试验位置向左边的工作位置移动时,手车前轮同时推动大刀片Ⅰ、Ⅱ及长杠杆OB 、OQ , 使它们绕支点O 转动。具体动作如下:
（1） 下滑门移动大刀片Ⅰ带动长杠杆OB （大刀片只是起力量的传递作用） , 通过支点O 向下转动到OB1 ,拉动短拉杆BC , 使之移动到B1 C1 , 再拉动下滑门, 从关闭位置向下移到开启位置, 按CC1 =BB1 = 2πOB ×α/ 360°（ CC1 ≥滑门移动的距离） , 可以算出长杠杆OB 及与转动角α的关系。
（2） 上滑门移动。大刀片Ⅱ再带动转板OQ （大刀片Ⅰ与大刀片Ⅱ是套在一起的同心圆柱, 可绕同一支点O 转动的2 个构件） ,通过支点O 向下转动到OQ1 ,再绕支点P （此支点是改变滑门移动方向的） 转动摇杆QPA , 使A 点向上转到A1 点, 这样摇杆QPA 成为Q1 PA1 , 拉动长拉杆AD , 使之移动到A1 D1 ,再拉动上滑门从关闭位置向上移到开启位置,按DD1 = AA1 = 2πPA ×β/ 360°, DD1 = AA1 = CC1= BB1 ≥滑门移动的距离,可以算出摇杆PA 及摇杆PA 绕支点P 转动角β的关系。在上滑门开启的过程中, Q 滑块在QPA 的滑槽中滑动, 其滑动距离应由OQ 杆的摆动大小及QP 的长度而定。
平移滑门在制作中应注意以下几点:
（1） 为了提高开关柜开门的安全性和可靠性,要求手车在试验位置时,一次动触头端部距离滑门≥60 mm ,上下滑门同时开始开启。在一次动触头行进到触头罩前时,滑门必须打开80 %以上。移开的速度应均匀平滑,滑门的开闭上下行程为330 mm ,即开即闭。
（2） 平移滑门结构中,滑门的复位采用了2 根强力拉簧。作用在大刀片Ⅱ的中段,单根弹簧的拉力约100 N。
（3） 为了防止摇杆QPA 、长拉杆AD 等有较大的摆动（这2 个构件较长,约560、1 600 mm） ,在摇杆QPA 上安装1 根用<1 mm 的弹簧钢丝绕制的小拉簧。滑门关闭及开启位置由活门导轨槽定位。
（4）由于平移滑门结构是对称布置在开关柜的左右两侧,各构件的运动线路要清晰明了,以防互相干扰。
在设计同一型号不同电压等级的产品时,应有统一的设计理念,统一的设计思路,以保证产品的系列化、统一化。
关键词:高压开关;触头;机构
移开式高压开关柜的活门机构有多种形式。某公司在设计10 kV 及35 kV 铠装移开式交流金属封闭开关柜时,分别采用了旋转翻门及平移滑门两种机构,它们各有特点,难以替代。旋转翻门机构较为简单,动作灵活可靠、推动力小。是十分理想的机构,但是为了使开启后的翻门有个隐藏空间,应将触头罩设计成前面凸台形状,这样就必须加长开关柜前半仓深度,其增加的深度与活门的宽度成正比,故多用于触头罩较小的10 kV 柜中。而平移滑门机构较为复杂,因为滑门行程较长,而且有多处转动与平动的转换,需要推动力大。虽然触头罩前面无需做成凸台形状,可以节减开关柜的前半仓深度,但应采取加长触头罩长度等措施,以增加爬电距离,一般多用于35 kV 柜中。
1 旋转翻门机构
旋转翻门机构简图如图1 所示（上门省略） ,是典型的铰接四杆机构,4 个构件（柜体、大刀片OA 、拉杆AB 及扇页板B PM） 用销子铰接起来,各构件彼此可作相对转动。OA 杆是原动杆, O 和P 是2个固定在柜体上的支点, 翻门与扇页板B PM 做成一体。当手车从右边的试验位置向左边的工作位置移动时,由车轮推动OA 杆, OA 杆绕支点O 作反时针方向转动到OA1 位置, 同时带动拉杆AB 使之移动到A1 B1 位置,通过扇页板B PM 上的B 点,使它绕支点P 作反时针转动, 使翻门从关闭状态M 转到*开启状态M1 ,从而完成了翻门的启闭过程。机构上加装有1 根拉簧,它作用于扇页板的B P 段,使翻门在手车处于非工作位置时呈关闭状态。设计时应先考虑建立P 点的位置及扇页板的形状, 要使PB 大于P 点到柜体中隔板的距离。关闭时, 翻门M 应全部挡住触头罩孔,打开时,翻门M 应全部开足,确保与手车之间有足够的安全距离。
角度转换
的尺寸根据导轨高度来定, 小于A 点到底板的距离, 从而可以算出OA 的长度。
在制作旋转翻门中应注意以下几点:
（1） P 点应设计在比触头中心线高的位置。当手车处于非工作位置时,翻门呈关闭状态,使柜体上6 个一次触头罩孔全部被挡住。
（2）大刀片OA 与车轮接触的边,应设计成三折线,使翻门翻转的全过程不是匀速,即在手车前进22 mm左右时,翻门迅速打开达50 %,以便一次触头能方便地进入触头罩内,此段折线要陡。在余下的行程中,翻门缓慢地开足,这时手车行进比较平稳。
（3） 当手车前进到翻门即将启动时,一次触头端部与门的距离应不小于55 mm。
（4） 由于各支点及铰链配合间隙较大,加上镀锌薄板的弹性变形,生产加工很难保证高精度,为此设计尺寸应有余量。
2 平移滑门机构
平移滑门机构简图如图2 所示
它是由2 个摇杆滑块机构（一个由柜体、大刀片Ⅰ、长杠杆OB 、短拉杆BC 及滑块C 组成;另一个由柜体、大刀片Ⅱ中OQ、摇杆QPA 、长拉杆AD、滑块D 及一个滑块Q 组成） 构成,其中2 个支点O、P 都固定在机架上。前一摇杆机构动作可使下触头罩滑门启闭, 而后一摇杆机构动作可使上触头罩滑门启闭, 当然它们的动作是同步进行的。当手车从右边的试验位置向左边的工作位置移动时,手车前轮同时推动大刀片Ⅰ、Ⅱ及长杠杆OB 、OQ , 使它们绕支点O 转动。具体动作如下:
（1） 下滑门移动大刀片Ⅰ带动长杠杆OB （大刀片只是起力量的传递作用） , 通过支点O 向下转动到OB1 ,拉动短拉杆BC , 使之移动到B1 C1 , 再拉动下滑门, 从关闭位置向下移到开启位置, 按CC1 =BB1 = 2πOB ×α/ 360°（ CC1 ≥滑门移动的距离） , 可以算出长杠杆OB 及与转动角α的关系。
（2） 上滑门移动。大刀片Ⅱ再带动转板OQ （大刀片Ⅰ与大刀片Ⅱ是套在一起的同心圆柱, 可绕同一支点O 转动的2 个构件） ,通过支点O 向下转动到OQ1 ,再绕支点P （此支点是改变滑门移动方向的） 转动摇杆QPA , 使A 点向上转到A1 点, 这样摇杆QPA 成为Q1 PA1 , 拉动长拉杆AD , 使之移动到A1 D1 ,再拉动上滑门从关闭位置向上移到开启位置,按DD1 = AA1 = 2πPA ×β/ 360°, DD1 = AA1 = CC1= BB1 ≥滑门移动的距离,可以算出摇杆PA 及摇杆PA 绕支点P 转动角β的关系。在上滑门开启的过程中, Q 滑块在QPA 的滑槽中滑动, 其滑动距离应由OQ 杆的摆动大小及QP 的长度而定。
平移滑门在制作中应注意以下几点:
（1） 为了提高开关柜开门的安全性和可靠性,要求手车在试验位置时,一次动触头端部距离滑门≥60 mm ,上下滑门同时开始开启。在一次动触头行进到触头罩前时,滑门必须打开80 %以上。移开的速度应均匀平滑,滑门的开闭上下行程为330 mm ,即开即闭。
（2） 平移滑门结构中,滑门的复位采用了2 根强力拉簧。作用在大刀片Ⅱ的中段,单根弹簧的拉力约100 N。
（3） 为了防止摇杆QPA 、长拉杆AD 等有较大的摆动（这2 个构件较长,约560、1 600 mm） ,在摇杆QPA 上安装1 根用<1 mm 的弹簧钢丝绕制的小拉簧。滑门关闭及开启位置由活门导轨槽定位。
（4）由于平移滑门结构是对称布置在开关柜的左右两侧,各构件的运动线路要清晰明了,以防互相干扰。
在设计同一型号不同电压等级的产品时,应有统一的设计理念,统一的设计思路,以保证产品的系列化、统一化。
关键词：高压开关柜
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