一种带验电功能的低压空气开关快速拆除装置设计

一种带验电功能的低压空气开关快速拆除装置设计

陈子隆、蓝祧泽、郑淳锋、蔡依麟、马鑫洲

广东电网有限责任公司汕头供电局   广东  汕头   515000

摘要：随着电力系统的不断发展和升级，低压空气开关作为关键设备在现代电网中起着重要的作用，空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它在接触和分断电路的基础上，还具有对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护的功能。然而，随着使用时间的推移，开关内部可能会出现故障，需要进行定期检修和更换零部件。现有的低压空气开关拆卸方法存在拆卸速度慢和操作复杂等问题，工作效率较低。本文在此设计一种带验电功能的低压空气开关快速拆除装置，该装置能在保障作业人员人身安全的前提下快速检测空气开关是否正常通电，并快速更换已故障的空气开关，从而提高低压空气开关的运维效率和减少作业中的安全事故发生概率。

关键词：低压空气开关；拆卸装置；维修效率；人员安全；电力系统

引言

低压空气开关作为电力系统中的关键元件，承担着保护、控制和分配电能的重要任务[1]。空气开关原理上是一种具有保护自动分断功能的自动断路器，利用附加的灭弧装置，如灭弧罩和磁吹原理，能快速分断因空气电离产生的电弧，从而实现在空气介质中完成分断灭弧作用[2-4]。空气开关具有过负荷自动热脱扣和短路瞬间电磁脱扣作用，脱扣后可以重新合闸。低压空气开关在长期使用和环境因素影响下会出现设备老化、损坏或故障等异常情况，因此对低压空气开关进行定期检修和维护是必不可少的。然而传统的拆卸方式存在操作繁琐、作业时间长、人员安全风险高等问题，为提高低压空气开关拆卸的便捷性和安全性，本文在此设计一种带验电功能的低压空气开关快速拆除装置。带验电功能的低压空气开关快速拆除装置能在保障作业人员人身安全的前提下快速检测空气开关是否正常通电，并快速更换已故障的空气开关，从而提高低压空气开关的运维效率和减少作业中的安全事故发生概率。

1  一种带验电功能的低压空气开关快速拆除装置硬件设计

带验电功能的低压空气开关快速拆除装置硬件设计图如图1所示：

图1  带验电功能的低压空气开关快速拆除装置硬件设计图

一种带验电功能的低压空气开关快速拆除装置硬件上包括以下结构：1是支杆，其材质为金属材质，用于连接低压空气开关的两个端子以形成电流回路；101是支杆折钩，位于支杆的顶部，支杆折钩采用倒钩型设计，以便支杆更好的与空气开关出线进行接触；102是支杆支点，处于支杆的尾部，支杆支点在两根支杆的尾部对称分布，其横截面形状为半圆形，支杆支点为整个支杆及钳制工具与空气开关形成接触支点；2是横杆，其连接着支杆和钳制工具，外壳为绝缘材料，内部安装可伸缩弹簧，弹簧与支杆相连，主要用于构成低压空气开关的验电回路；201是旋钮，其位于横杆侧面，旋钮与横杆内部弹簧相连接，通过旋转旋钮，可对弹簧进行不同程度的压缩和拉伸，从而带动支杆左右移动，可实现调节两根支杆中间间距的功能；202是LED灯，位于横杆的正中间，LED灯两端通过横杆内部的弹簧与两根支杆相连，从而形成一个串联的回路；3是钳制工具，其下端连接着横杆，钳制工具由手柄和钳头组成；301是钳头，钳头在与手柄的连接处设置一个可灵活运动的关节结构，可根据发力方向适度转动，钳头的接触面设置成一道道并排的突起，并贴上防滑胶，起到防滑的效果。

2  一种带验电功能的低压空气开关快速拆除装置工作原理

一种带验电功能的低压空气开关快速拆除装置，装置主要钳制工具、横杆、支杆、LED灯组成。钳制工具的钳头，钳头部分可根据发力方向灵活转动，同时结合防滑胶，能更好的贴合空气开关。其钳制工具的手柄静触头部位向下延伸，连接有一个横杆，可调节间距的两根支杆以及串联在支杆上的LED灯。支杆顶端设有小型折钩，支杆为金属制品，与一个小型LED灯串联。带验电功能的低压空气开关快速拆除装置有两个功能及应用方法：其一是可快速验证低压空气开关的损坏情况，其二是快速拆除空气开关。

2.1  快速验证低压空气开关的损坏情况

两根支杆采用金属材料，对侧设计，两个支杆连接在横杆上，通过内部弹簧与LED灯输入端相连，操作时只需将两根支杆与处于通电且合闸位置的空气开关两个出线端子分别接触，形成回路，灯亮则正常，灯不亮则说明空气开关损坏，操作非常简单快捷，相较于利用低压验电笔验电，可避免因开关零线端子未带电而无法验明开关零线回路上下端是否正常连通。

2.2  快速拆除空气开关

拆卸空气开关时，通过旋转横杆上的旋钮，预先调节好支杆之间的间距，使其与空气开关上的卡扣间距一致，随后将两个支杆分别插入空气开关的两个卡扣，利用支杆的折钩勾紧卡扣，同时将钳头钳住空气开关，利用支杆支点与空气开关接触形成的支点，应用杠杆原理，向斜上方发力，两根支杆便会同时撑开空气开关的卡扣，继续向上发力，空气开关会因卡扣已脱离固定板，从而顺利取出。

3结论

带验电功能的低压空气开关快速拆除装置能在保障作业人员人身安全的前提下快速检测空气开关是否正常通电，并快速更换已故障的空气开关，从而提高低压空气开关的运维效率和减少作业中的安全事故发生概率。本文的研究证明了低压空气开关快速拆卸装置在提高维修效率和保障人员安全方面的价值和必要性，未来的研究方向包括对装置的进一步改进和优化，以适应不同规格和类型的低压空气开关，从而进一步提高电力系统的可靠性和运行效率。

参考文献：

[1]何南生.一种插拔式快速更换低压空气开关的研发与应用[J].机电信息,2021,(09):22-23.

[2]沈洁,赵智龙,钱敏,等.电厂接触器与空气开关健康度现场检测技术研究[J].电力与能源,2020,41(02):186-189.

[3]李静,杨光,曹云东,等.低压断路器触头电弧非平衡态燃弧过程分析[J].电器与能效管理技术,2016,(15):7-12+22.

[4]刘婉莹,张国钢,吴越,等.低压空气开关灭弧室不同电弧形态下的磁场研究[J].电器与能效管理技术,2015(8):22-25.