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摘要：隔离开关是电力系统中重要的变电设备，如果能够有效的解决隔离开关的常见故障问题，无疑可以提高我们供电可靠性。本文针对EMSPEC（思派柯）SP15506系列隔离开关操作机构经常出现的传动滑块碎裂这一家族性缺陷，通过原因分析和方案对比，找到了一套较理想的解决方案，彻底消除了这类故障。
关键词：隔离开关;传动滑块;故障;改进措施
众所周知，隔离开关是电网中不可缺少的变电设备，它关系到整个电网的安全稳定，因此，隔离开关的故障对供电的安全性和可靠性来说具有举足轻重的意义。昆山吴淞变110KV、220KV全部采用加拿大进口EMSPEC（思派柯）SP15506系列隔离开关，自2006年12月份投运以来，常出现无法操作的故障，经现场检查确认，非电气故障引起，而是由于传动滑块碎裂导致（见图1），迄今为止已经出现了十几次之多，故障率高达10%以上。
导致滑块碎裂的原因很多，初步分析有以下几点主要原因：
针对前述分析的原因，对各原因制定解决方案：
2.1原因一解决方案：
目前，電机快速制动常采用以下几种方法：
A：机械制动：原理：利用机械装置使电动机在断开电源后迅速停转。常使用电磁抱闸方式。
B：反接制动原理：将电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动，或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向，而产生制动。
C：能耗制动
原理：在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用达到制动的目的。
D：短接制动
原理：依照楞次定律，利用转子上的剩余磁势切割定子上短接的三相绕组，使得绕组的感应电流产生与原方向相反的感应磁场，从而达到使转子制动的目的。
通过比较（见表1），利用排除法选择D方案—短接制动（见图2）的方式来消除电机惯性。
在定子绕组从电源断开的同时，将定子绕组用KM2短接，使转子上的剩磁切割定子绕组，在短接回路中产生感应电流，起到制动作用。该方式对原电路改动小，占用空间不大，需要器件少。
2.2原因二解决方案：
原有滑块为塑料材质，强度较低，所以最简便的方法是更换材质制作滑块。滑块是通过螺纹套在丝杠上，丝杠的材质为合金，因此，在选择滑块的材质上还应该考虑到不能超过丝杠的强度。对比市场上几种典型的加工材料（见表2）：
如果选用不锈钢制作滑块，强度高，但一旦受力较大，会导致丝杆变形。结合成本问题，选择强度与丝杠强度相当的铸铁制作新的滑块。
2.3原因三解决方案：
塑料滑块的内侧转角为90°的直角，在受到横向应力时无法有效的将应力分散，易造成滑块碎裂。为分散受力，预防滑块从转角处断裂，现将新的滑块内侧转角改成弧形，从而分散受到的应力。（见图3）
假设滑块横向应力为F，改进后转角处可以将力正交分解到两个方向， 根据力学计算公式F’=F*Sin45°=
=0.7F。
根据原滑块的尺寸，将内侧转角修改为半径R=3mm的圆弧，设计图如下（见图4）。
绘制出原电气接线图（见图5）：
根据制定的短接制动方案，绘制出适合本机构的带制动回路的电气接线图（见图6）：
当电机正常运转时，K3闭合，K3上连接的四个常闭辅助触头打开。电机运行到限位后，主控制回路K3断开，四个常闭辅助触头闭合，使得电机惯性所产生的能量通过四个辅助触头所构成的短接回路消耗在电机内部，从而避免由于电机惯性导致的滑块受力过大。
在操作机构箱内增加一个接触器K3，和四付辅助常闭接点。并将K3的线圈接在K1、K2的辅助常开接点上，将四付辅助常闭接点并联接在电机的主回路上，从而实现K3与K1或K2联动（见图7）。
吴淞变EMSPEC（思派柯）SP15506系列隔离开关已经有15台经过改进，通过对这批改进后的隔离开关进行监测，近一年的运行时间里，没有再次发生滑块碎裂的故障。因此，改进效果明显。
本文以工作中实际碰到的问题为对象，通过分析故障原因，寻找制定解决方案，现场实施和效果检查，解决了一个疑难问题。从而降低了检修人员的劳动强度，提高了供电可靠性，同时也为公司节约了改造开支，获得了更多的经济效益。
参考文献：
[1] EMSPEC（思派柯）SP15506系列隔离开关说明书[Z].
[2] 王毓东. 电机学[M]. 杭州： 浙江大学出版社， 2001.
[3] 张文兵，黄一彦. 异步电动机制动方式比较[J]. 微电机，2006.8：91-92
关键词：隔离开关;传动滑块;故障;改进措施
- 引言
众所周知，隔离开关是电网中不可缺少的变电设备，它关系到整个电网的安全稳定，因此，隔离开关的故障对供电的安全性和可靠性来说具有举足轻重的意义。昆山吴淞变110KV、220KV全部采用加拿大进口EMSPEC（思派柯）SP15506系列隔离开关，自2006年12月份投运以来，常出现无法操作的故障，经现场检查确认，非电气故障引起，而是由于传动滑块碎裂导致（见图1），迄今为止已经出现了十几次之多，故障率高达10%以上。
- 原因分析
导致滑块碎裂的原因很多，初步分析有以下几点主要原因：
- 如果在分闸结束时发生碎裂，说明在分闸到限位后，滑块还受到一个较大的作用力，该作用力是由于电机惯性所产生的作用力。因此，要避免这种情况必须克服电机惯性。
- 滑块材质为工程塑料，因此判断如果滑块在分、合闸启动的瞬间损坏，原因应该是滑块强度不够，不能承受启动时的冲击作用力。
- 滑块设计工艺上存在缺陷，根据观测滑块内
侧转角为直角，因此分合闸操作过程中受到的水平剪切力较大。
- 方案对比
针对前述分析的原因，对各原因制定解决方案：
2.1原因一解决方案：
目前，電机快速制动常采用以下几种方法：
A：机械制动：原理：利用机械装置使电动机在断开电源后迅速停转。常使用电磁抱闸方式。
B：反接制动原理：将电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动，或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向，而产生制动。
C：能耗制动
原理：在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用达到制动的目的。
D：短接制动
原理：依照楞次定律，利用转子上的剩余磁势切割定子上短接的三相绕组，使得绕组的感应电流产生与原方向相反的感应磁场，从而达到使转子制动的目的。
通过比较（见表1），利用排除法选择D方案—短接制动（见图2）的方式来消除电机惯性。
在定子绕组从电源断开的同时，将定子绕组用KM2短接，使转子上的剩磁切割定子绕组，在短接回路中产生感应电流，起到制动作用。该方式对原电路改动小，占用空间不大，需要器件少。
2.2原因二解决方案：
原有滑块为塑料材质，强度较低，所以最简便的方法是更换材质制作滑块。滑块是通过螺纹套在丝杠上，丝杠的材质为合金，因此，在选择滑块的材质上还应该考虑到不能超过丝杠的强度。对比市场上几种典型的加工材料（见表2）：
如果选用不锈钢制作滑块，强度高，但一旦受力较大，会导致丝杆变形。结合成本问题，选择强度与丝杠强度相当的铸铁制作新的滑块。
2.3原因三解决方案：
塑料滑块的内侧转角为90°的直角，在受到横向应力时无法有效的将应力分散，易造成滑块碎裂。为分散受力，预防滑块从转角处断裂，现将新的滑块内侧转角改成弧形，从而分散受到的应力。（见图3）
假设滑块横向应力为F，改进后转角处可以将力正交分解到两个方向， 根据力学计算公式F’=F*Sin45°=
=0.7F。
根据原滑块的尺寸，将内侧转角修改为半径R=3mm的圆弧，设计图如下（见图4）。
- 方案实施
绘制出原电气接线图（见图5）：
根据制定的短接制动方案，绘制出适合本机构的带制动回路的电气接线图（见图6）：
当电机正常运转时，K3闭合，K3上连接的四个常闭辅助触头打开。电机运行到限位后，主控制回路K3断开，四个常闭辅助触头闭合，使得电机惯性所产生的能量通过四个辅助触头所构成的短接回路消耗在电机内部，从而避免由于电机惯性导致的滑块受力过大。
在操作机构箱内增加一个接触器K3，和四付辅助常闭接点。并将K3的线圈接在K1、K2的辅助常开接点上，将四付辅助常闭接点并联接在电机的主回路上，从而实现K3与K1或K2联动（见图7）。
- 效果
吴淞变EMSPEC（思派柯）SP15506系列隔离开关已经有15台经过改进，通过对这批改进后的隔离开关进行监测，近一年的运行时间里，没有再次发生滑块碎裂的故障。因此，改进效果明显。
- 结语
本文以工作中实际碰到的问题为对象，通过分析故障原因，寻找制定解决方案，现场实施和效果检查，解决了一个疑难问题。从而降低了检修人员的劳动强度，提高了供电可靠性，同时也为公司节约了改造开支，获得了更多的经济效益。
参考文献：
[1] EMSPEC（思派柯）SP15506系列隔离开关说明书[Z].
[2] 王毓东. 电机学[M]. 杭州： 浙江大学出版社， 2001.
[3] 张文兵，黄一彦. 异步电动机制动方式比较[J]. 微电机，2006.8：91-92