〔摘要〕根据初期国内自行设计开发的有载分接开关产品质量受材料和制造工艺的限制，引发事故较多这一情况，通过深入研究，介绍了在设计、材料、制造工艺等方面进行的多项技术改进，使其可靠性得到明显提高。
〔要害词〕变压器;分接开关；技术改造；设计；材料；制造工艺

当前电力需求猛增，电力系统容量不断扩大，

供电可靠性要求高，必须适时调整系统频率和电压，减少波动幅度，才能提高电能质量，保证电力系统连续安全稳定运行。有载分接开关调压任务艰巨，必须具备较好的质量，然而近几年来有载分接开关事故较多，限制了有载调压的适时性。下面介绍ZY1A开关和DCJ10机构的改进情况。



1设计上的改进



1.1绝缘筒及其密封型式的更改

酚醛层压纸绝缘筒易老化变形，改为环氧玻璃丝缠绕筒，提高了机械强度和电气性能，避免了在真空干燥修理时因材质差而引起分层和产生气泡。油室采用进口“323”胶料密封件，贯穿轴增加一道密封，通过一段时间的运行，没有出现主变与开关之间油互窜及外漏现象。原筒底结构过渡轴刚性较差，运行中会出现松动，导致筒底齿轮的啮合不平稳甚至咬死、切换开关堵转而损坏传动部件，改进后增强了过渡轴的刚性，从而消除故障。绝缘件紧固易松脱，改为蝶形零比率弹簧后，防止了绝缘件干燥后收缩引起普通弹簧垫松退。

1.2头部偏心传动改进

1994年前开关头部采用偏心传动结构，需有一个上齿轮机构将驱动转矩传递到中心轴上，多了一个中间环节，改为中心传动后，减少了故障几率，且设计制造简单，也增强了互换性。

开关靠电动机构来克服运行中的阻力矩。正常运行时，阻力矩在一定数值范围，故障时阻力矩增大，甚至发生堵转而损坏传动机构中的零部件，在开关传动机构的最前端，即中心绝缘转动轴上增设了一个簿弱环节，预设一个转矩极限断裂点，当转矩超过预定值时，扭断转轴，保护其它零部件不受损伤，转轴断裂时，主变仍可继续安全运行，且更换新轴只需0.5h。

1.3选择器部件改进

选择器因板条过长、笼内无支撑、连接引线较重而受力变形，改进后在笼内增加一支撑件，提高板条刚度，减少变形。选择器动触头支架原只有一条加强筋支撑，刚性不足易变形，在支架上增加加强筋，提高机械强度和刚度。极性选择器布置在每相下触头层平面上，运动阻力矩较大，动触头合闸不到位易引起事故，改在每相上触头层平面上，阻力矩减小，动作易到位。

1.4切换开关部件改进

原触头结构中的接触点位移会引起接触压力的变化，导致开关的实际压力不一致，对于触头压力负方向变化较大的开关，会出现触头温度升高，甚至烧熔触头，结构改进后，接触点总在压簧的中心线上，触点变动不会引起接触压力变化。对引出触头结构及切换开关至选择器间导线的连接方式均作了更改，接线更可靠。爪卡快速机构托板原为3mm厚钢板，刚度不足易变形，现改为4mm。软连接片采用青铜合金材料，弹性较好。过渡电阻陶土夹片较薄易断裂，由4mm增加至5mm，提高强度。切换机构连接触头，仅靠2条筋成十字形接触，接触面小且接触不佳，改为椭圆球体与平面接触，接触面和接触压强均增大，接触效果更好。采用高强度碳素钢螺栓、自锁螺母、内六角沉头螺钉及防松措施，解决紧固件松动问题。

1.5机构箱箱门结构和防触电改进

原箱门边缘较平，蝶形螺母紧密不可靠，密封压不紧易氧化而失效，雨水、灰尘、杂质等进入箱内，影响内部元件性能，如档位远方传送装置(尼龙盘)易积聚杂物，档位远方显示不准确；箱门密封结构由铰链装置改为搭扣结构，防水、防尘性能较好，同时在裸露的电气元件上加装了有机玻璃罩。

1.6电动机传动机构改进

圆锥齿轮传动改成楔形皮带轮传动，不需液体润滑油，且简化手柄轴的复杂结构，零件数量减少，不受气温影响，避免齿轮撞击产生的噪声。原交流接触器剩磁或渗漏油污染造成失电延时，凸轮微动开关移位或品质差，引起连动跑档，选用可靠性高的电气元件，增设延时继电器，控制供电时间。

1.7操作机构控制功能完善

结构精致简单，维修方便，机构可以手动、电动或遥控操作，具有防止电源相序紊乱、机械极限脱扣及主回路、控制回路电气极限位置、过电流闭锁、自动再启动、滑档保护、安全保护、断电保护等保护措施，有紧急断开电源、防潮、防低温加热等装置及机械分接位置、累计次数、操作级数、遥控位置指示等功能。

1.8控制回路电气元件的改进

(1)解决元件剩磁问题。JZ7中间继电器和CJ10型交流接触器中衔铁存在较大剩磁，触点有时不能及时释放，使级进控制失灵，出现连动或者不启动的故障，采用欧姆龙中间继电器和ABB接触器，类似故障不复存在。

(2)限位开关和拨指改进。电气限位和机械限位采用4个欧姆龙微动行程开关，改进限位拨指设计，改善动作点分散性和不稳定性，切换复位可靠准确，安装调整和使用方便。

(3)级进装置改进。原级进凸轮记忆开关ＣK1、CK2、CK3均是由5个单接点组合一体的老式微动开关组成的CK装置，易变位，现用进口系列双接点微动开关，动作可靠，切换到位，中心红线到位，齿轮结构采用增强尼龙材料，强度高，轴上配合滚直纹，动作更为可靠。

(4)保证手动操作安全。手动轴操作在设置1个三相安全保护开关的同时，在控制回路上增设1个安全连锁保护开关。

(5)其它电气元件改进。空气开关小型化，保护性能有新提高，避免了滑扣现象。采用进口计数器，体积小巧，计数准确，显示由５位改为６位。



2选用材料的更新和制造工艺的提高



2.1加工设备的更新

引进大量高精度的数控加工、检测设备和计算机工作站，如数控电火花机床、慢走丝切割机床、弹簧自动绕制机、铣床、三座标测量仪、触头探伤仪和高压试验设备等，加工工艺和加工精度大有提高。

2.2新工艺新材料的应用

(1)热固性绝缘件材料更新。采用聚脂片状模压塑料压制导板和扇形件(酚醛层压纸弧形板改为环氧压制板)，其电气性能和机械性能有明显改善。

(2)触头等可动导电部分材料更新和工艺改进。分接选择器采用银铜合金板冲制成型的动触头与硬态纯电工铜棒加工成型的定触头配对，接触可靠，导电性、耐磨性和加工工艺性好，比早期的铬锆铜板与棒配对触头优越；触头、接触环、导电环表面镀硬银，既保证硬度，又能耐磨，磨损量只为原方式的1/7；电弧触头材料使用铜、钨、镍的陶冶合金触头，用浸喷法合成工艺成型，抗剥蚀能力强，电气寿命长达30万次。

(3)可动零件表面处理工艺提高。有些相对运动磨擦的零件通过热处理来提高其机械强度，适当提高零件表面的光洁度要求，采用不同材料配对和表面液体氮化处理的工艺提高表面硬度，磨损量大大减少，机械寿命可达50万次。

(4)均压零件加工工艺改进。表面包扎覆盖绝缘纸，椭圆形电极有利改善电场分布，可提高耐压水平，但包扎工艺较难，现采用环氧喷涂工艺，可较大提高绝缘水平，如屏蔽罩支架、联结片、弹簧片等。

(5)绝缘件成型工艺提高。如绝缘主轴等以环氧树脂为基体添以不同的填料，真空浇注成型，绝缘性能大有提高。

(6)带电零件表面处理工艺提高。高压电场下零件尖角毛刺加剧局部放电，影响耐压水平，加快绝缘件和油老化速度。采用振动光饰去毛，环氧涂敷及整体热油冲洗，零件表面光滑，无尖角毛刺，可提高工效，保证零件质量，且带电螺栓端头全部套有均压屏蔽罩，局部放电量大大减少。

(7)薄型零件加工工艺改进。采用多次拉伸，精冲一次成型，既保证其一致性，又提高工效和零部件的尺寸精度，如屏蔽罩、分接位置指示的小槽轮等。

(8)复杂铸件加工工艺改进。支架、支持件、联结件等薄壁铸件少切削或无切削，大部分铸件采用精密铸件及冷型砂铸造，保证了质量。触头、齿坯、压板、托架类零件采用热镦、冷镦新工艺，加工方便，采用镦压工艺，只对要求高的部位进行局部加工，其他均在镦的加工过程中完成。轴承座、轴套零件采用粉沫冶金压铸工艺成型。



3性价比高



开关技术参数符合要求，制造工艺、选用材料和设计思想比较先进，结构外形尺寸上可替代原产品，本体和机构设备及备品备件费加上安装费不超过13万元，价位合理。



4各项试验和调试结果良好



同型产品型式试验和出厂试验合格，按交接试验和预防性试验等有关规程进行的各项调试试验和检查验收合格，各项保护功能确证完好，运行中有载调档正常。



5结束语　

新型有载分接开关在原开关设计和运行基础上，对不足之处进行技术改进，设计、材料和工艺上都有较大突破，各项性能可靠，能满足电力系统连续负载调档的要求，价格合理，改造工作量小，可以优先选用。