三极牵引整流变压器隔离接地系统的制作方法

本实用新型涉及城市轨道交通牵引供电系统的检修，具体涉及到一种三极牵引整流变压器隔离接地系统。

背景技术：

目前,在城市轨道交通DC1500V牵引供电系统中，从35KV高压馈电柜经电缆送来的35KV三相交流工频电源连接到牵引整流变压器的输入端。其系统电压为AC35KV，系统电流为1250A。由于轨道交通DC1500V的牵引供电系统是国家一级负荷，为了保证直流供电系统的的连续性﹑稳定性和安全性，针对系统中的关键设备“牵引整流变压器”，各设备管理部门均定期严格检修维护。目前，针对牵引整流变压器的输入端35KV三相交流工频电源电路，人们在检修维护的过程中均是按以下步骤实施：

1、停电

首先分断35KV馈电柜的断路器，然后通过人力将牵引整流变压器的输入端隔离开关断开。

2、挂接地线

停电以后，经检查确认无电以后，通过人力用手动挂接地线，将变压器的35KV一次回路与保护接地线连接，用以保护检修维护人员的安全。

3、检修维护

保护接地线挂接好后，经检查无误后实施检修维护。在检修过程中需小心操作避免损坏35KV电路及相关零部件的绝缘部件。

4、试验验收

检修维护完后，应按维护检修规程做相应的试验，测得相应的数据以判定检修维护是否合格。

5、拆接地线

试验验收合格后，再通过人力拆掉保护接地线。

6、送电

拆掉保护接地线以后经检查无误后，合上输入端隔离开关，然后再合上35KV馈电柜的断路器进行送电。

7、送电以后，操作人员观察无异常情况后，即完成了检修维护操作流程，可正式投入运行。

人们在多次牵引整流变压器检修维护操作流程实施过程中，逐渐发现存在以下几个问题：

1、牵引整流变压器的输入端与隔离开关相距太远，分断和合上隔离开关比较费时、麻烦。

2、35KV电路的检修维护中，电气绝缘安全要求高，在操作过程中容易损坏高压电缆及高压绝缘端子的电气绝缘，恢复难度大，恢复时间长，恢复经费高。

3、牵引整流变压器在检修维护过程中，挂接地线和拆除地线工作强度大，工作时间长且效率很低。而且接地线的接触好坏只能凭肉眼观察判断，可靠性比较差。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种三极牵引整流变压器隔离接地系统，用以在对牵引整流变压器进行检修维护时实现牵引整流变压器输入端电源的送电与断电以及输入端电源电路保护接地线的连接与拆除，以保证设备的电气安全和人员的生命安全。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种三极牵引整流变压器隔离接地系统，包括安装基架；三极隔离接地装置连接于安装基架的中部，电动操作机构箱设于安装基架的侧方；

所述三极隔离接地装置包括连接于安装基架中部的底座框架，底座框架上并排设有三个动触开关，每一个动触开关对应连接到三相电源中的其中一相；动触开关包括上静触头、隔离动触刀、下静触头和接地动触刀；横向设置的第二支撑绝缘子的一端连接到底座框架的顶端，另一端的端部连接有上静触头；绝缘子支撑架固定于安装基架的顶部，绝缘子支撑架远离安装基架的端部固定连接有第一支撑绝缘子，第一支撑绝缘子的端部连接有出线母排；出线母排连接到上静触头，同时出线母排与牵引整流变压器的输入端相连；隔离开关转轴设于底座框架的中部；绝缘传动杆设于第二支撑绝缘子的下方，绝缘传动杆的一端铰接到第一拐臂的一端，第一拐臂的另一端与隔离开关转轴固定连接；绝缘传动杆的另一端铰接到隔离动触刀的中部，隔离动触刀的一端与第三支撑绝缘子的一端铰接，第三支撑绝缘子横向设置于绝缘传动杆的下方且第三支撑绝缘子的另一端连接到底座框架；下静触头设于第三支撑绝缘子远离底座框架的一端的端部；接地开关转轴设于底座框架的底部，与接地保护线连接的接地动触刀的一端与接地开关转轴固定连接；

第四支撑绝缘子固定于动触开关下方的安装基架上，第四支撑绝缘子远离安装基架的端部连接有进线母排，进线母排连接到下静触头，下静触头与高压馈电柜的输出端相连；

拉杆固定架设于安装基架与电动操作机构箱之间，包括固定的底板和设于底板上的支撑环；隔离开关转轴和接地开关转轴穿过支撑环且在支撑环内仅能作转动运动；

所述电动操作机构箱用于对隔离开关转轴和接地开关转轴提供转动的动力。

根据上述方案，所述电动操作机构箱包括箱体，隔离开关电动操作机构和接地开关电动操作机构一上一下地安装在箱体内部；隔离开关电动操作机构和接地开关电动操作机构的结构完全相同，仅输出旋转扭矩；

隔离开关电动操作机构的输出轴通过隔离开关机构拐臂与隔离开关传动杆的一端连接，隔离开关传动杆的另一端通过隔离开关拐臂连接到隔离开关转轴的一端从而带动隔离开关转轴转动；接地开关电动操作机构的输出轴通过接地开关机构拐臂与接地开关传动杆的一端连接，接地开关传动杆的另一端通过接地开关拐臂连接到接地开关转轴的一端从而带动接地开关转轴转动。

根据上述方案，所述第四支撑绝缘子远离安装基架的端部连接有电压传感器；进线母排通过电压传感器连接到第四支撑绝缘子上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：可通过电动操作机构箱带动隔离开关转轴和接地开关转轴转动，从而实现隔离开关和接地开关的分合闸，进而实现牵引整流变压器输入端电源的送电与停电以及输入端电源电路保护接地线的连接与拆除。

附图说明

图1为本实用新型的正视结构示意图；

图2为本实用新型的左视结构示意图；

图3为本图2中动触开关的放大结构示意图；

图4为本实用新型中电动操作机构箱的正视结构示意图；

图5为本实用新型中电动操作机构箱的左视结构示意图；

图6为本实用新型中隔离开关电动操作机构或接地开关电动操作机构的正视结构示意图；

图7为本实用新型中隔离开关电动操作机构或接地开关电动操作机构的左视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：1-三极隔离接地装置，2-安装基架，3-拉杆固定架，4-电动操作机构箱，5-接地开关传动杆，6-隔离开关传动杆，7-接地开关拐臂，8-隔离开关拐臂，9-隔离开关机构拐臂，10-接地开关机构拐臂，11-出线母排，12-进线母排，13-电压传感器，14-第一支撑绝缘子，15-绝缘子支撑架，16-接地开关转轴，17-隔离开关转轴，18-工业连接器，19-分合闸显示窗，20-手动模式插口，21-模式转换手柄，22-外壳，23-输出轴，1a-底座框架，1b-第二支撑绝缘子，1c-上静触头，1d-绝缘传动杆，1e-隔离动触刀，1g-接地动触刀，1h-下静触头，1k-第三支撑绝缘子，4a-箱体，4b-接地开关电动操作机构，4c-隔离开关电动操作机构。

本实用新型安装在牵引整流变压器的三相电源输入端，额定电压为35KV，额定电流为1250A。本实用新型包括安装基架2，三极隔离接地装置1连接于安装基架2的中部，电动操作机构箱4设于安装基架2的侧方。

安装基架2是整个装置的安装基础，它由金属槽钢和角钢通过切割、钻孔、焊接、表面做防腐处理而成。安装基架2上设有多个用于螺栓连接的通孔，从而使其与地面和墙壁牢固安装，使其具有足够的机械支撑强度。

三极隔离接地装置1是本实用新型的关键零部件，它主要完成牵引整流变压器电源输入端35KV三相交流电路的电气连接和电气分断隔离，以及在检修维护过程中牵引整流变压器的输入端一次电路的保护接地线的连接和拆除。

三极隔离接地装置1包括通过螺栓连接于安装基架2中部的底座框架1a，底座框架1a上并排设有三个动触开关，每一个动触开关对应连接到三相电源中的其中一相。动触开关包括第二支撑绝缘子1b、上静触头1c、第一拐臂、绝缘传动杆1d、隔离动触刀1e、下静触头1h、第三支撑绝缘子1k和接地动触刀1g。接地开关转轴16和隔离开关转轴17均同时与三个动触开关连接，使得三个动触开关的开合动作实现一致。

横向设置的第二支撑绝缘子1b的一端连接到底座框架1a的顶端，另一端的端部连接有上静触头1c。绝缘子支撑架15固定于安装基架2的顶部，绝缘子支撑架15远离安装基架2的端部固定连接有第一支撑绝缘子14，第一支撑绝缘子14的端部连接有出线母排11。出线母排11连接到上静触头1c，同时出线母排11经电缆或者铜排与牵引整流变压器的35KV输入端相连，它需满足额定电压35KV，额定电流1250A的电气性能要求。绝缘子支撑架15用于为出线母排11提供足够的支撑强度。隔离开关转轴17设于底座框架1a的中部；绝缘传动杆1d设于第二支撑绝缘子1b的下方，其一端铰接到第一拐臂的一端，第一拐臂的另一端与隔离开关转轴17固定连接；绝缘传动杆1d的另一端铰接到隔离动触刀1e的中部，隔离动触刀1e的一端与第三支撑绝缘子1k的一端铰接，第三支撑绝缘子1k横向设置于绝缘传动杆1d的下方且第三支撑绝缘子1k的另一端连接到底座框架1a。下静触头1h设于第三支撑绝缘子1k远离底座框架1a的一端的端部。接地开关转轴16设于底座框架1a的底部，与接地保护线连接的接地动触刀1g的一端与接地开关转轴16固定连接。

第四支撑绝缘子固定于动触开关下方的安装基架2上，第四支撑绝缘子远离安装基架2的端部依次连接有电压传感器13和进线母排12，进线母排12连接到下静触头1h，下静触头1h经35KV高压电缆与35KV高压馈电柜的35KV输出端相连，它需满足额定电压35KV，额定电流1250A的电气性能要求。电压传感器13由高压电容式电压元件浇铸在第四支撑绝缘子的内部，对35KV一次回路是否有电进行取样，它需满足交流35KV电压等级的绝缘要求。

上静触头1c、下静触头1h和可转动的隔离动触刀1e组成隔离开关，完成牵引整流变压器三相输入端电源电路的分断隔离和连通功能，它的额定电压为35KV，额定电流为1250A。隔离开关转轴17的转动带动第一拐臂转动，进而通过绝缘传动杆1d带动隔离动触刀1e向上运动与上静触头1c接触，从而实现电源的连通；隔离开关转轴17的反向转动即可使隔离动触刀1e与上静触头1c脱离接触，从而实现电源的断开。

下静触头1h和可转动的接地动触刀1g组成接地开关，完成牵引整流变压器三相输出端电源电路的保护接地线的连接和拆除功能，它的短时接地电流≥16KA/2S。接地开关转轴16的转动带动接地动触刀1g向上运动与下静触头1h接触，从而实现保护接地线的合闸；接地开关转轴16反向运动即可使接地动触刀1g与下静触头1h脱离接触，从而实现保护接地线的拆除。

底座框架1a由金属材料经剪切、折弯、冲压、钻孔、焊接而成，表面做防腐处理。

第二支撑绝缘子1b、第三支撑绝缘子1k和绝缘传动杆1d均由环氧树脂浇铸而成，它们要满足35KV电压等级的电气绝缘要求，即电气间隙≥300mm，爬距≥700mm。

上静触头1c、隔离动触刀1e和接地动触刀1g均由金属铜材料经浇铸、车铣、钻孔、镀银等工序加工制作而成，它们需满足三极35KV隔离接地装置额定电流AC1250A的导电截面积的要求。

隔离开关转轴17和接地开关转轴16均由圆钢经车铣、调质、镀锌制作而成，它们分别为隔离开关和接地开关的转动金属轴，它们要求具有足够的机械强度和相应的韧性。

拉杆固定架3设于安装基架2与电动操作机构箱4之间，由金属槽钢和角钢通过切割、钻孔、焊接、表面做防腐处理而成，它是为了防止隔离开关转轴17和接地开关转轴16在运动中受到接地开关传动杆5和隔离开关传动杆6的拉力时出现松动扭曲变形而设的。拉杆固定架3包括底板和支撑环。底板一方面与安装基架2通过螺栓连接起来，另一方面通过螺栓固定到墙壁上，防止三极隔离接地装置1在分合闸过程中发生松动、扭曲或变形。支撑环固定连接于底板上，用于支撑隔离开关转轴17和接地开关转轴16的自由转动。隔离开关转轴17和接地开关转轴16穿过支撑环且在支撑环内仅能作转动运动。

电动操作机构箱4是本实用新型的关键设备，它为三极隔离接地装置1提供分合闸的动力，它主要由箱体4a、隔离开关电动操作机构4b和接地开关电动操作机构4c组成。

箱体4a由金属钢板经剪切、折弯、钻孔、焊接、表面作防腐处理而成，内部焊接有立柱和安装附件。隔离开关电动操作机构4c和接地开关电动操作机构4b一上一下地安装在箱体4a内部。箱体4a底部开设有控制电缆进出口，辅助电源经出口与其它控制设备相连。箱体4a的底部和侧面开有螺栓安装孔，整个箱体4a通过螺栓与墙壁及地面牢固安装固定，这样就保证了电动操作机构箱4经受得住三极隔离接地装置1在分合闸过程中产生的拉力。

隔离开关电动操作机构4c和接地开关电动操作机构4b的结构完全相同，是本实用新型的动力源泉，它将电机的旋转运动，经涡轮机构改变方向和力矩放大，再经传动杆为三极隔离接地装置1的分合闸提供动力和力矩，完成三极隔离接地装置1的隔离开关和接地开关的分闸和合闸。它的辅助电源有AC220V和DC220V/110V。它有电动操作方式和应急手动操作模式。它主要由工业连接器18、分合闸显示窗19、外壳22、输出轴23、手动模式插口20和模式装换手柄21等组成。其中，外壳22由铝型材经钻孔、铣切、表面防腐处理而成，它对电动机构进行外壳防护。电动机构的辅助电源经工业连接器18与外部相连。分合闸显示窗19可以观察电动机构的实时状态。模式转换手柄21用于在应急手动操作时旋转打开手动模式插口20，以便用手动操作手柄插入进行手动分合闸。输出轴23是电动机构的旋转力矩的输出端。其中，隔离开关电动操作机构4c的输出轴通过隔离开关机构拐臂9与隔离开关传动杆6的一端连接，隔离开关传动杆6的另一端通过隔离开关拐臂8连接到隔离开关转轴17的一端从而带动隔离开关转轴17转动；接地开关电动操作机构4b的输出轴通过接地开关机构拐臂10与接地开关传动杆5的一端连接，接地开关传动杆5的另一端通过接地开关拐臂7连接到接地开关转轴16的一端从而带动接地开关转轴16转动。

隔离开关传动杆6由金属圆管经切割、焊接、镀锌而成。它与隔离开关拐臂8和隔离开关机构拐臂9配合将隔离开关电动操作机构4c中电动机构的转矩稳定地传递给隔离开关进行分合闸操作，调节它的长短可以调节三极隔离接地装置1中隔离开关的起始位置，以此保证隔离开关的良好接触性。

接地开关传动杆5由金属圆管经切割、焊接、镀锌而成。它与接地开关拐臂7和接地开关机构拐臂10配合将接地开关电动操作机构4b中电动机构的转矩稳定地传递给接地开关进行分合闸操作，调节它的长短可以调节三极隔离接地装置1中接地开关的起始位置，以保证接地开关的良好接触性。

接地开关拐臂7由金属材料经切割、钻孔、镀锌而成，它固定在接地开关转轴16的端部，调节它的长短可以调节三极隔离接地装置1中接地开关的分合闸行程，以满足三极隔离接地装置1接地开关的分合闸行程的开距要求。

隔离开关拐臂8由金属材料经切割、钻孔、镀锌而成，它固定在隔离开关转轴17的端部，调节它的长短可以调节三极隔离接地装置1中隔离开关的分合闸行程，以满足三极隔离接地装置1隔离开关的分合闸行程的开距要求。

隔离开关机构拐臂9由金属材料经切割、钻孔、镀锌而成，它固定在隔离开关电动操作机构4c输出轴的端部，调节它的长短可以调节隔离开关的分合闸行程和改变隔离开关电动操作机构4c输出轴力矩的大小，用以满足三极隔离接地装置1隔离开关的分合闸的需要。

接地开关机构拐臂10由金属材料经切割、钻孔、镀锌而成，它固定在接地开关电动操作机构4b输出轴的端部，调节它的长短可以调节接地开关的分合闸行程和改变接地开关电动操作机构4b输出轴力矩的大小，用以满足三极隔离接地装置1接地开关的分合闸的需要。

第一支撑绝缘子14、第二支撑绝缘子1b、第三支撑绝缘子1k和第四支撑绝缘子均由环氧树脂浇铸而成，它们对35KV一次电路元件进行绝缘支撑满足绝缘要求，它们需满足交流35KV电压等级的绝缘要求。