張 州

（浙江電器開關有限公司，浙江 溫州 325007）

0 引言

自1929年美國西屋公司研制出與現(xiàn)代塑殼斷路器結構幾乎相同的塑料外殼和去游離滅弧室的斷路器以來，塑殼斷路器的發(fā)展取得了長足的進步。但隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，國家電網(wǎng)改造工程的深入，低壓塑殼斷路器的使用場所越來越廣。而由于成套柜體的空間限制，如何優(yōu)化斷路器的安裝及布線方式，提高柜體空間的利用率，成為目前亟待解決的問題。

1 目前主流的幾種接線安裝方式

現(xiàn)今低壓塑殼斷路器的主要接線安裝方式有：板前接線、板后接線、插入式接線、抽屜式以及老式轉接器。用戶可根據(jù)使用安裝的環(huán)境對這幾種接線方式進行選擇，下表1 對這幾種接線方式的優(yōu)缺點進行了簡要分析對比：

表1

2 新型的母線式轉接器

新型的母線式轉接器結合老式轉接器的優(yōu)點，并在結構上對其進行了改進，從而實現(xiàn)可從柜體正面進行安裝，一次操作就可實現(xiàn)進線端接線與斷路器的安裝固定，其外形圖如下圖1。用戶在安裝斷路器時，可通過手柄逆時針旋轉使滑塊6 移動，由于A、B、C 三相母線1 固定于柜體上，則與轉接器固接在一起的塑殼斷路器2 會與沿滑塊6 運動相反的方向向上移動。由于彈簧片尺寸比母線1 小，在母線1 進入彈簧片5 后，彈簧片5 會發(fā)生變形，變形產(chǎn)生的壓力使母線1 與聯(lián)接板4 被壓緊，這就實現(xiàn)了進線端電路的連接與斷路器的安裝固定。而老式母線式轉接器各相都有一個棘爪與螺釘，通過螺釘將棘爪緊緊壓住母線與聯(lián)接板，存在著表1 所示的缺點。

圖1

3 關鍵件的設計

3.1 凸輪滑塊結構

新型的母線式轉接器利用了凸輪滑塊的原理，手柄轉動轉盤3，轉盤3 上鉚接的軸在導板2 中移動，由于導板2 軌道的限制，帶動與導板2 連接的滑塊作上下移動，其結構如圖2 所示：

圖2

圖3

圖2 所示為轉接器初始位置，當轉盤3 旋轉180°后，滑塊1 的位移為：

d=b-a=32-8.5=23.5mm

由此可知滑塊1 的位移只與尺寸a、b 有關，可通過對該尺寸的檢驗獲得目標位移，從而使母線進入到理想位置，使之與圖1 中聯(lián)接板4 有更大的接觸面積。

由圖3 可知，F(xiàn)1 為是轉盤克服滑塊壓力的反作用力，θ 角越小則所需的手柄操作力也越小，不計摩擦力因素，有：

T 手柄操作扭矩

Ft 扭矩T 的力分量

F1、F2 Ft 的力分力

在圖2 位置轉動轉盤時，滑塊帶動母線移動，而母線與彈簧片存在一定的間隙，故受力較??；轉盤繼續(xù)旋轉，當母線與彈簧片接觸，此時彈簧片開始發(fā)生形變，形變產(chǎn)生的阻力在母線端部完全進入彈簧片時最大，而此時θ 角如圖3 所示較小，故只需一定的操作扭矩就可克服阻力。在母線排進入彈簧片后，彈簧片對母線排只產(chǎn)生摩擦力作用，此時用較小的扭矩即可使母線排進入理想的位置。在轉盤轉過180°后，整個凸輪滑塊機構過死點，轉接器及斷路器將被鎖定在特定位置，可避免震動等原因導致轉接器從母線排上脫落的可能。

3.2 彈簧片的優(yōu)化設計

彈簧片在轉接器中利用其本身的形變，可將母線排和聯(lián)接板壓緊，故彈簧片的彈性非常重要。彈簧片的材質選用65Mn，沖制成型后進行淬火處理。彈簧片外形如圖4，母線排推力Fm 對彈簧片存在F1分量，F(xiàn)1 將促使彈簧片缺口處以下底面為支點扭轉變形，∠a 越大彈簧片越易變形。在設計該彈簧片時，根據(jù)對其受力情況可利用UG 的有限元分析功能對強度進行了分析，如圖5 所示。圓角R 的取值影響著彈簧片的強度，若取值過小則增大了彈簧片在該處折斷的風險；而取值過大則影響聯(lián)接板在此處的安裝，將減小母線排與聯(lián)接板的接觸面積。

圖4

圖5

3.3 聯(lián)接板的設計

以400A 斷路器相應的轉接器為例，將聯(lián)接板設計成圖6 樣式，這里主要考慮到降低母線與聯(lián)結板聯(lián)接處的溫升，過高的溫升由聯(lián)結板直接傳導至斷路器，使斷路器內(nèi)部溫度升高，造成熱磁脫扣器的誤動作。該聯(lián)接處的溫升主要受接觸電阻、渦流效應[3]的影響：

圖6

（1）圖6 的聯(lián)結板結構使兩組彈簧片并聯(lián)與母線接觸，減小接觸電阻，加大了聯(lián)結板與母線排的接觸面積。

（2）流經(jīng)母線的電流產(chǎn)生的磁場對聯(lián)結板有渦流效應，這將加大溫升。由公式3[4]知，上述結構減小了外廓d，這大大降低渦流熱效應。

P——渦流損耗

Bp——磁感應強度

d——導體直徑或板厚而實驗結果也表明，帶轉接器的斷路器溫升試驗基本與普通板前聯(lián)接溫升一致，為65K。

4 結束語

母線式轉接器一次操作就可實現(xiàn)進線端接線與斷路器的固定安裝，這將優(yōu)化成套柜體內(nèi)電器元件的布局，減少繁復的接線。鑒于多種規(guī)格形式的母線聯(lián)結板存在，更換彈簧片即可實現(xiàn)在不同厚度的標準母線板上的使用。

［1］孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理[M].7 版.高等教育出版社，2006.

［2］GB 14048.2-2008 低壓開關設備和控制設備第2 部分：斷路器[S].2008.

［3］高保華.大電流電氣設備的渦流發(fā)熱及其防止措施[J].電工與技術，2005(8)：72-73.

［4］http：//en.wikipedia.org/wiki/Eddy_current[OL].