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摘要：當前，國內(nèi)市場的10KV配電系統(tǒng)的高壓開關柜，其結(jié)構(gòu)形式逐步從落地手車式發(fā)展為中置手車式。對于這一行業(yè)的技術人員來說，較多關注開關柜的結(jié)構(gòu)、電氣性能、開關的使用可靠性等。通過長期的技術實踐發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)廠家對中置手車式開關柜的一個重要輔件——運轉(zhuǎn)車的設計重視不夠，運轉(zhuǎn)車的結(jié)構(gòu)設計不合理，操作性能不好，有些會導致斷路器手車的底盤車變形，使開關柜無法正常工作。
關鍵詞：高壓柜運轉(zhuǎn)車結(jié)構(gòu)設計
1前言
當前，國內(nèi)市場的10KV配電系統(tǒng)的高壓開關柜，其結(jié)構(gòu)形式逐步從落地手車式發(fā)展為中置手車式。對于這一行業(yè)的技術人員來說，較多關注開關柜的結(jié)構(gòu)、電氣性能、開關的使用可靠性等。通過長期的技術實踐發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)廠家對中置手車式開關柜的一個重要輔件——運轉(zhuǎn)車的設計重視不夠，運轉(zhuǎn)車的結(jié)構(gòu)設計不合理，操作性能不好，有些會導致斷路器手車的底盤車變形，使開關柜無法正常工作。
下面，就當前市場上主流中置柜運轉(zhuǎn)車的結(jié)構(gòu)特點及優(yōu)缺點加以分析，并對改進方法進行初步探討。
2當前主流運轉(zhuǎn)車的結(jié)構(gòu)特點及性能對比
2.1運轉(zhuǎn)車的功能
運轉(zhuǎn)車是中置手車式高壓柜的一個重要附件，它的主要作用是在開關柜安裝調(diào)試及運行檢修時，作為將斷路器手車移出柜外的載體。在安裝調(diào)試階段，對運轉(zhuǎn)車的使用尤為頻繁。
對運轉(zhuǎn)車功能的基本要求：一是要易于實現(xiàn)運轉(zhuǎn)車導軌與開關柜內(nèi)斷路器手車的對接；二是要求兩者間連接的可靠，人力推拉斷路器手車時，兩者應緊密連接，不可脫離，否則，斷路器手車輕易跌落，造成設備損壞或?qū)Σ僮魅藛T造成傷害。
2.2當前常規(guī)運轉(zhuǎn)車的主要結(jié)構(gòu)形式及優(yōu)缺點
2.2.1主要結(jié)構(gòu)型式
經(jīng)了解，中置手車式高壓柜的運轉(zhuǎn)車，主要基本類型有兩種：螺桿式結(jié)構(gòu)和掛鉤式結(jié)構(gòu)。
螺桿式結(jié)構(gòu)，主要體現(xiàn)在：通過螺桿實現(xiàn)運轉(zhuǎn)車與柜體的連接；通過螺桿傳動，實現(xiàn)斷路器手車從柜體內(nèi)進出；斷路器手車在運轉(zhuǎn)車上的升降由螺桿裝置驅(qū)動。這種結(jié)構(gòu)的代表是西門子公司中置柜的運轉(zhuǎn)車。
掛鉤式結(jié)構(gòu)，主要體現(xiàn)在：通過掛鉤和導向桿實現(xiàn)運轉(zhuǎn)車與柜體的連接；通過調(diào)節(jié)手輪，實現(xiàn)運轉(zhuǎn)車導軌面與柜體內(nèi)導軌面一致性的調(diào)整；掛鉤式運轉(zhuǎn)車沒有提升機構(gòu)，需靠人力將斷路器手車放置在運轉(zhuǎn)車或柜內(nèi)，再通過運轉(zhuǎn)車實現(xiàn)斷路器手車的進出。這種結(jié)構(gòu)的代表是ABB公司中置柜的運轉(zhuǎn)車。
2.2.2優(yōu)缺點比較
相對于掛鉤式運轉(zhuǎn)車，螺桿式運轉(zhuǎn)車提供了比較完善的使用功能。但國內(nèi)生產(chǎn)廠家選用螺桿式運轉(zhuǎn)車并不普遍，主要原因是螺桿式運轉(zhuǎn)車結(jié)構(gòu)比較復雜，機加工零件較多，生產(chǎn)成本高，同時，與開關柜配套的運轉(zhuǎn)車所需數(shù)量較少，許多廠家并沒有在運轉(zhuǎn)車上投入更多的設計，重視不夠。
掛鉤式運轉(zhuǎn)車在功能上雖然不及螺桿式，但因其結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造，成本低廉，得到了生產(chǎn)廠家的廣泛選用。但是，通過現(xiàn)場實踐及對掛鉤式運轉(zhuǎn)車的設計分析，發(fā)現(xiàn)目前常規(guī)掛鉤式運轉(zhuǎn)車均存在一定的缺陷，這種缺陷會對斷路器手車造成潛在的損害，增加維護工作量，甚至會引起非正常停電時間的延長。下面，對當前主流掛鉤式運轉(zhuǎn)車的缺陷進行了初步的分析，并給出了一種可行的改進方法，
3常規(guī)掛鉤式運轉(zhuǎn)車結(jié)構(gòu)分析
3.1掛鉤式運轉(zhuǎn)車的兩種常規(guī)結(jié)構(gòu)
如圖1、2所示，此種結(jié)構(gòu)常見于由敷鋁鋅板加工組合而成的中置柜，柜內(nèi)生產(chǎn)廠家大多與ABB公司生產(chǎn)的ZS系列中置柜結(jié)構(gòu)相類似，可安裝VD4系列或VS1系列真空斷路器手車。
從圖中可以看出，這類運轉(zhuǎn)車存在下列缺點：
運轉(zhuǎn)車上的兩個導向桿只起導向作用，不受力。也就是說，運轉(zhuǎn)車與開關柜體間僅靠掛鉤一個點連接在一起?，F(xiàn)場操作人員普遍反映這種結(jié)構(gòu)安全性不高，在推進推出手車時，要靠操作人員大力頂推運轉(zhuǎn)車，以防運轉(zhuǎn)車與柜體脫離。
為了使掛鉤順利插入柜體內(nèi)，在設計上，必須留有一定的間隙，以方便操作。在推拉斷路器手車時，間隙反映在運轉(zhuǎn)車導軌與柜體導軌之間。
經(jīng)長期使用后，在撞擊力作用下，柜體上與掛鉤連接處，以及運轉(zhuǎn)車上的掛鉤軸會變形，這種變形導致了兩導軌間的間隙進一步擴大。間隙越大，撞擊力越大，兩者間形成惡性循環(huán)，最后導致運轉(zhuǎn)車不能使用，或嚴重影響運轉(zhuǎn)車使用安全。
如圖3所示，此種結(jié)構(gòu)常見于柜體由型鋼與金屬板件組裝而成的中置柜。這類柜體也可安裝VD4系列或VS1系列真空斷路器手車。
從圖中可以看出，這種結(jié)構(gòu)雖然可以消除兩導軌間水平間隙，但是在設計上卻存在一個垂直高度差，它導致了更大的撞擊力。同時，在使用時如不仔細調(diào)整，會使垂直高度差變得更大。從使用效果來看，這種結(jié)構(gòu)同前者比，操作性及安全性更差。
3.2運轉(zhuǎn)車結(jié)構(gòu)對實際使用的影響
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和分析對比，發(fā)現(xiàn)運轉(zhuǎn)車的結(jié)構(gòu)對中置柜操作性能的影響是漸進的，并且影響巨大。其主要表現(xiàn)在兩個方面：
對操作性和使用的安全性的影響：這種影響在產(chǎn)品交付的前期影響并不顯著，隨著時間的推移，影響越來越明顯，運轉(zhuǎn)車的操作性和使用的安全性大大降低。
對斷路器手車的影響：這種影響主要是撞擊力造成的，撞擊力導致斷路器手車車輪變形。在安裝及現(xiàn)場調(diào)試階段，對斷路器手車的推拉操作次數(shù)最多，車輪的變形往往是在這一階段出現(xiàn)的。車輪變形導致手車推拉困難，有時會將斷路器手車卡死在運轉(zhuǎn)車或柜體導軌內(nèi)。假如是在例行停電維修時出現(xiàn)此種故障，必然會延長停電時間，形成不能按時供電的事故。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)品投運前，約有10%~20%的手車輪存在不同程度的變形，每個工程中約有一、二臺變形較大影響正常操作，需維修處理。
4一種可行的結(jié)構(gòu)設計改進方法
針對上文所述運轉(zhuǎn)車存在的問題，設計了一種改進方案，如圖4所示，這種方案著重解決了上文所述掛鉤式運轉(zhuǎn)車存在的各種缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
消除柜體導軌與運轉(zhuǎn)車導軌之間的間隙，避免產(chǎn)生撞擊力，在結(jié)構(gòu)上，確保當運轉(zhuǎn)車靠緊柜體時，運轉(zhuǎn)車導軌與柜體導軌可靠接觸，基本無間隙。
非凡設計了鎖定裝置：如圖4所示，利用磨擦自鎖原理，通過一個非凡設計的凸輪裝置，可以實現(xiàn)運轉(zhuǎn)車的鎖定。其工作方式為：凸輪未鎖定前，在彈簧作用下掛鉤與柜體接觸面間有一定的操作間隙，可以使運轉(zhuǎn)車的掛鉤順利插入并鉤住柜體。逆時針轉(zhuǎn)動凸輪，消除操作間隙，將運轉(zhuǎn)車與柜體可靠鎖定，在推拉斷路器手車時，無需再靠人力頂住運轉(zhuǎn)車，操作的可靠性得以提升。同時，為保證掛鉤轉(zhuǎn)軸不因受力變形，將掛鉤轉(zhuǎn)軸處改為腰形孔，鎖定前，彈簧將掛鉤向前拉，保證了掛鉤與柜體的正常操作間隙。
操作間隙的調(diào)整：經(jīng)過一段時間的使用后，掛鉤及凸輪會磨損，間隙增大，會降低鎖緊力，針對可能出現(xiàn)的這種情況，在凸輪與運轉(zhuǎn)車之間，增設了調(diào)整墊。調(diào)整墊可以作為配件，由用戶根據(jù)需要自行添加。
5結(jié)論
改進成本：如上所述，與原結(jié)構(gòu)相比，改進后并沒有增加太多的零件，新增成本相對于開關柜而言，可以忽略不計。另外，還可對已出廠的運轉(zhuǎn)車進行改造，提高運轉(zhuǎn)車操作的可靠性。
改進效果及用戶的反映：將改進后運轉(zhuǎn)車交用戶試用后，得到了用戶的肯定，他們認為，在操作的可靠性、安全性、操作的簡便程度以及對斷路器手車的保護等各方面，均比原結(jié)構(gòu)有較大的提升。 |