高压开关柜母线接地小车的研制
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇高压开关柜母线接地小车的研制范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：在公司所属的部分变电站中，依然存在高压开关柜母线无接地装置的问题，当母
线检修时，只能通过打开某个开关柜在静触头上悬挂软接地线；或者通过拉出母线PT小车
后，升起挡板在母线静触头上安装接地措施，不但费时费力，且不安全，严重影响了运行和
检修人员的正常作业。为解决高压母线无法接地的问题，我们多次组织讨论，确定研制一种
高压开关柜母线接地小车。并且经过分析，我们一致认为摇入式母线接地小车能满足我们的
目标和使用要求，且制作相对简单，原材料易于购买，因此，我们决定研制摇入式母线接地
小车。
关键词：高压开关柜；母线接地
中图分类号：TM591文献标识码：A
1.最佳方案的选择
我们查阅相关资料，根据摇入式母线接地小车应实现的功能，对研制方案进行了分解。
（1）本体结构选择
选择适合的结构，能达到对接地部分的可靠支撑，通过测量可知，开关柜母线接地小车
的尺寸必须达到：高度小于68厘米，由于存在导槽，宽度小于90厘米，长度小于46厘米；
超出此尺寸，将无法实现小车在开关柜中摇入摇出。本体结构有箱体结构和框架结构两种。
箱体结构外观整齐，所有部件置于箱体内部，有效的防止灰尘及其他物体的落入。强度能够
满足使用要求。但是其加工制作复杂，用材较多。设备整体质量大，使用较笨重。而框架结
构加工制作简单，用材较少，采用角钢及钢板制成，质量轻，使用更灵活方便，强度也能满
足使用要求。它的不足在于不能对触头及连接处实现全覆盖，易落灰尘。但若不使用时可考
虑用外施屏蔽，不影响使用效果。因此，选择框接结构更能满足强度高、质量轻、使用快捷
高效的要求。
（2）本体材质选择
选择本体材料，要能够长期支撑接地部分，强度高，不易变形，并且价格低廉。我们从
市场上选取了相同规格的钢板和铝合金型材，进行了对比分析。
①材料强度：（单位：kN）
序号12345678910
2
变
形
拉
力
角钢
及钢
板
1617.514.915.21615.715.915.515.115.2
铝合
金材
质
3.83.683.84.03.83.73.93.54.14.2
②费用调查
小组成员在五金市场进行调查，发现角钢及钢板约需费用1200元，铝合金型材约需费
用1700元。
通过以上分析比较，角钢及钢板虽然质量较大，不易搬运，但其强度高，能满足使用要
求，并且价格较低。铝合金材质虽然轻便、易于使用。但是其.材料强度太低，不能满足长
期使用的要求；并且价格较高。因此最终选择角钢及钢板作为本体材料。
（3）接地部分形式选择
接地部分的形式要达到开关柜母线与大地的有效连接，接地电阻小于9.5欧，使用寿命
长。通过调查分析，同样截面积若做成导电排，易于加工和安装，便于通过螺栓等固定。软
导线需要外覆绝缘层，增加的固定的难度，同时软导线弯折处绝缘层易于破坏，对长期运行
不利。并且硬导电排（棒）刚性好，不易随着小车的移动而变形，接地电阻也比较小。但它
需要加工，质量比软导线大，成本略高。软导线虽然无需加工，质量轻，成本低，但是不易
固定，易随小车的移动而变形，而且接地电阻大。所以最终还是选择硬导电排（棒）作为接
地部分的形式。
（4）接地部分材质选择：
目前电力系统常用的导电材料有铝和铜两种，我们借鉴两种材质的母线作了具体分析：
①铜母线的性能：
型号
抗拉强度
（≥）
N/mm2
伸长率
（≥）
%
布氏硬度
（≥）
HB
电阻率
(≤)
欧.mm2/m
电阻温度系
数(℃)
TMR20635
TMY2556650.017770.003851
注：该母线普遍用做开关柜汇流排和发电机引接线。
②铝母线的性能：
型
号
抗拉强度
（≥）
N/mm2
伸长率（≥）
%
布氏硬度
（≥）
HB
电阻率
(≤)
欧.mm2/m
电阻温度系数
(℃)
3
LMR68.620
LMY11530.02900.004031
经方案优选，最终确定接地性能良好，机械强度更高的铜质材质。
（5）摇入部分形式选择：
摇入部分的形式有丝杠式和链条式，丝杠的应用是将旋转运动通过丝母转变为直线运
动，由普通丝杠或滚珠丝杠传动，可获得很高的精度和平稳的运动。价格在450元左右。链
条作为一种常见的传动力的装置，通过双曲线弧的“链子”设计，减小摩擦力，使用于动力
比较大而运行速度比较慢的地方，比皮带传动有明显得优越性，但是传动速度不能太快。
价格在500元左右。另外丝杠式传动平稳，无震动，摩擦阻力矩小，传动的精度较高，传动
的效率高。滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本低，并且使用寿命长。但在长
距离重负载下，丝杆易导致弯曲，需要定期。而链条式能够保证准确的传动，传递功率
较大，并且作用在轴上的力较小，传动效率高。能在低速，重载和高温条件下及尘土大的情
况下工作。.但是链条的铰链磨损后，使节距变大造成脱节，安装和维护要求都比较高。而
要如部分的形式要求使用灵活，单人单手操作，维护简单，使用寿命长，达到在行程46厘
米，摇入用时小于25.8秒/次，摇出用时小于23.5秒/次。因此，根据对比分析，还是选择
丝杠式比较适合。
（6）移动部分形式选择：
我们对开关柜的结构进行了测定，小轮除了对接地小车起初步的推入作用外，还要通过
碾压触发开关，升起触头挡板，以便实现动触头和开关柜母线静触头的有效结合，为此必须
有一定的硬度和耐磨性，最终选择了钢制轮。
（7）动触头选择：
我们通过模拟实验对真空断路器式和弹簧式两种动触头的适用性进行了选择，其测试方
法是取两种方式的触头平行安装在模板上进行模拟试验，试验次数为100次，测试结果为接
触良好的次数。结果表明；真空断路器式完全接触次数为100%，弹簧式完全接触次数为92%。
最终选择真空断路器动触头。
（8）信号部分的形式选择：
小组成员通过对现场开关柜的结构和使用方式进行了调查如下：
①机械指示如图（a），通过观察孔，观看小车的位置，在里面为接地模式，在外面即为
非接地模式。这种形式不用外加电路，简单易行。但是使用效果不直观。
②电气指示如图（b），通过外施电路，当接地小车的钢轮碾压触发器时接通，通过灯光
指示接地和非接地模式。这种形式需要外加电路，但是效果直观明了，准确可靠。
4
通过分析调查，最终选择效果直观明了，准确可靠的电气指示。
图（a）图（b）
（9）绝缘子选择：
我们对市场进行了调查，对比了常见的陶瓷和复合两种绝缘子，陶瓷绝缘子是陶土经高
温烧制成的绝缘部件，具有绝缘可靠、价格低廉的优势，因其制作因素，精度相对较低，且
质量较重，实用与对此无具体要求的场合。优点是具有良好的绝缘性能、抗气候变化的性能、
耐热性和组装灵活，价格低廉，缺点是质量较重，增加小车的整体质量；更容易积污垢。复
合绝缘子是有机硅橡胶材料复合制成高电压绝缘子。优点是质量小、强度高、耐污性能好、
维护工作量小。缺点是价格较高。最终选择了复合绝缘子。
2.最佳方案的确定
经过对方案的分解和选择，小组最终确定最佳方案：
3.最佳方案的实施制作
（1）绘制装置图纸。我们按照所选的最佳方案用AutoCAD软件绘制规范图纸。
（2）角钢选择、框架制作组装
首先我们在五金市场购买了#5角钢（50*37*4.5）和1mm普通钢板，在我们参与的情况
下，委托五金厂进行了剪裁和打孔，剪切设备为Jc-420-2a型多工程自动剪切机，打孔设备
为博世0601216181冲击钻。底座采用螺栓固定，螺栓规格为#8，底座上部支架采用焊接形
式。加工具体尺寸如下：
序名称长度宽度高度
5
号
1底座底板44.8cm36.cm---
2底座侧板15.5cm36cm---
3底座侧板244.8cm1.5cm---
4支架（角钢）------40cm
5面板44.8cm40cm---
（3）铜质导电排制作组装
首先我们对所需铜排的长度进行了计算，所需长度为2.5米，考虑到加工中的损耗，我
们在五金市场购买到20*8R规格的铜排3米，用台钻安装直径5.0的钻头，在制定位置钻深
度为4mm的孔，使之受力平衡，螺栓采用#5内六方。
（4）丝杠安装调试
摇入摇出为精密构建组成，为确行程保精度，直接从市场选购了VS1型开关柜断路器小
车丝杠及附属配件。
（5）钢轮制作安装、调试
移动部分的作用有两个，一是移动高压开关柜母线接地小车的底盘，二是当钢轮移动到制定
位置后，触发行程开关，打开动触头的挡板。为此移动部分要运行可靠，我们通过考察市场，选
取了直径VD4型的开关柜小车专用钢轮，直径4cm。在小车两侧各装设，装设方法为#4螺栓固定。
（6）真空断路器动触头选择、安装
确定采用真空断路器动触头后，我们又对此进行了调查选择，最终选用10kVVS1真空断
路器动触头，它具有卡扣适宜，均压环均压可靠的优势。
（7）信号部分制作调试
按照信号回路图，将行程开关的引线接入开关柜的上面板，构成指示回路。
（8）绝缘子选购安装
我们从市场购得了专用于10kV电压等级绝缘的ZJ-10Q绝缘子三只。
4.结论
母线接地小车制作完成后，小组在变电站进行了实际应用，从现场的使用情况看，小组
自行研制的高压开关柜母线接地小车在推入后，与母线接触可靠，母线与大地的电阻平均值
为6.44欧，远小于常规接电线9.5欧的要求，而且装设简单易行，摇入摇出快捷高效，大
大提高了运行和检修人员的工作效率。