手车式真空断路器回路电阻测试电流线接头研究

祝嘉明++谢吴飞++杨波++文剑辉++陆伟冰

摘 要：由于传统电力控制回路中手车式真空断路器回路电阻测试电流线接头接触面小、测量误差大、测试工作量大，且线头易划伤设备，对设备造成损伤。结合生产实际，研究设计了圆弧形接触面的铜制接头。将接头固定于梅花触头内部，铜制接头的曲面与梅花触头内部曲面接触，大大增加了触头的接触面积，并且触头避免了与梅花触头弹簧接触，有利于解决大电流烧损弹簧的问题，同时便于解决鳄鱼线夹点接触的接触面积小和易划伤触头的问题；提高了测试精度和准确率，方便人员进行测试。

关键词：手车式真空断路器；回路电阻；测试工具

1.研究背景及意义

传统电力控制回路中手车式真空断路器回路电阻测试电流线接头常用鳄鱼线夹，主要存在问题为易造成断路器梅花触头上弹簧发生弹簧变形，如继续投运，由于触头松动易发热甚至发生电力设备事故；鳄鱼线夹属于点接触接触面小，造成测试数据偏大，试验时需多次调整才能测量出合格值，大大增加作业的工作量；鳄鱼线夹齿锋利，易划伤梅花触头，减小了工作时的梅花触头的接触面积。这些试验存在的问题均威胁设备的安全运行。

为了解决手车式真空断路器回路电阻测试传统方法存在的问题，根据手车式真空断路器梅花触头的形状，研究设计了圆弧形接触面的铜制接头，将接头固定于梅花触头内部，铜制接头的曲面与梅花触头内部曲面接触，大大增加了触头的接触面积，并且触头避免了与梅花触头弹簧接触，有利于解决大电流烧损弹簧的问题，同时便于解决鳄鱼线夹点接触的接触面积小和易划伤触头的问题。

2.断路器导电回路测量标准

回路电阻作为电力开关设备性能和运行状态的重要技术指标，一直是设备生产厂家和电力使用单位测试的重点。手车式真空断路器导电回路的测量在以前受限于技术、材料，多采双桥法进行测量[1]。双桥测量回路电流通常较小，无法清除断路器接触部位的氧化膜，测量误差较大，且，测量准确性不高。目前，我们国家主要采用国标GB763、GB50150和电力行标DL/T596标准，对手车式真空断路器导电回路的测量均要求应采用直流压降法测量，而且测量回路电流。当前，使用压降法专用回路电阻测量仪表测量回路电阻较为普遍和常见[2]。如图1所示的手车式真空断路器外形图。手车式高压真空断路器，为三相交流50Hz，定额电压为12kV电力系统的户内开关设备，是工矿企业动力设备、电网设备主要保护及控制单元。这种设备可适用于在额定工作电流下的频繁操作，或多次开断短路电流的场所。结构设计上采用操动装置和断路器本体一体式结构，可单独固定安装成工作单元或配置专用推进机构，组成手车断路器单元。在预防性试验中，断路器的导电回路电阻值控制标准估算公式可以参照下式：

IHRH=I1R1 （2-1）

式（2-1）中，

IH表示导电回路中的额定工作电流；

RH表示设备制造厂家规定的断路器导电回路电阻值；

I1表示电路中实际的工作电流；

R1表示实际电路中的导电回路电阻。

图1手车式真空断路器外形图

3.回路电阻测试电流线接头设计

3.1设计方案

设计的手车式真空断路器回路电阻测试接头装置，主要由圆铜棒加工而成，其接触部分的尺寸分别Φ49mm、Φ55mm、79mm、Φ109mm，与电网用10kV手车式真空断路器静触头尺寸完全一致（1250A/Φ49mm、1600A/Φ55mm、2000A/Φ79mm、3150A/Φ109mm、4000A/Φ109mm），模拟手车式真空断路器实际工作时梅花触头与静触头的接触情况，在接头上加工螺孔，直接将测试电流线和电压线安装在触头上，在手车式真空断路器回路电阻测试时，将两个与该断路器匹配的接头插进断路器梅花触头中，插入深度为15-20mm，便可以进行相关测试。

手车式真空断路器回路电阻测试接头装置有如下优点：

1）该接头由铜棒直接加工而成，导通电流能力强，接触面积大，大大减小了接线头的接触电阻；

2）其尺寸完全模拟手车式真空断路器工作时静触头的尺寸，更能真实并准确的测量断路器的回路电阻；

3）该接头不与梅花触头弹簧接触，不会造成弹簧烧损，其接触面平滑，也不会损伤梅花触头；

4）该接头的尺寸包含四种尺寸（Φ49mm、Φ55mm、79mm、Φ109mm），完全满足电网用10kV手车式真空断路器的回路电阻试验测试。如图2所示的手车式真空断路器回路电阻测试接头装置的示意图。

图2手车式真空断路器回路电阻测试接头装置示意图

图2中的螺孔分别为测试电压线连接螺孔和测试电流线连接螺孔。

3.2具体实施方式

通过研制新型手车式真空断路器回路电阻测试电流线接头，从根源上解决用鳄鱼线夹进行测试带来的问题，这样杜绝了试验造成断路器梅花触头上弹簧通过大电流而发生弹簧变形或因测试划伤触头的作业的风险，并能增大电流通过的接触面积使测试数据更加准确，彻底解决手车式真空断路器回路电阻测试传统方法存在的问题。

如图2所示，该手车式真空断路器回路电阻测试接头装置包含四种尺寸和包含了电网用的10kV手车式真空断路器静触头大小， 用螺丝将电流测试线和电压测试线分别安装在改接头的螺孔上，再将两个接头分别插进断路器某一相的两个梅花触头上，便可进行回路电阻试验测试[3]。

根据梅花触头的形状，设计出对称的两块圆弧形接触面的铜制接触头。加工金属连接件，实现两对称圆弧形接触面的连接，通过调节金属连接件，实现两接触头的伸缩，接触头制作完成。

3.3 设计预期成果

研制新型手车式真空断路器回路电阻测试电流线接头，代替传统的鳄鱼线夹，从根源上解决用鳄鱼线夹进行测试带来的问题。

设计主要涉及供电配电技术领域，实际上为一种手车式开关断路器回路电阻测试钳头，其特征在于设有定位套和推动杆，推动杆与定位套采用螺纹连接，定位套内、推动杆上端设有锥体形触头，推动杆下端设有旋钮，定位套上设有接线柱，接线柱上设有回位弹簧，接线柱内端与锥体形相抵触，接线柱外端设有测试导线，使用时，旋转推杆旋钮，推杆带动前端的锥体形觸头前移，从而改变了测试钳的有效测试直径，接线柱附有接线柱头并连接测试导线，设计装置避免了测试钳接触到断路器触头外围的梅花弹簧，同时大大提高了测试钳与接触电阻的有效接触面积，测试准确率获得很大提高，也有效的降低了测试时100A大电流对设备及测试人员造成的损伤[4]。

4.结论

手车式开关真空断路器作为目前电力系统控制装置中应用最为普遍的部件，承担着极为重要的角色。目前，国内外手车式开关真空断路器生产厂家很多，其回路电阻测试的标准不同，为了提高测试精度，提高测量准确率，同时也方便人员测试，降低测试时100A大电流对设备及测试人员造成的损伤，研究设计了圆弧形接触面的铜制接头。将接头固定于梅花触头内部，铜制接头的曲面与梅花触头内部曲面接触，大大增加了触头的接触面积，并且触头避免了与梅花触头弹簧接触，有利于解决大电流烧损弹簧的问题，同时便于解决鳄鱼线夹点接触的接触面积小和易划伤触头的问题。

参考文献

[1]张远超，薛强，刘元浩，等.开关柜全回路电阻测试方法[J].电子世界， 2015（17）：178-179.

[2]董伟，张诣.10-35kV手车式断路器回路电阻测试工具运用[J].云南电力技术， 2013， 41（6）：98-99.

[3]龚先鹤，曹辉，易永利，等.10KV手车式断路器底盘车检修专用工具的研制[J]. 电工电气，2015（9）：45-48.

[4]于杰，姜波，张启红，等.手车式开关回路电阻测试钳头：CN，CN 201852920 U[P]. 2011.