UC型有载分接开关的结构与主要技术参数详解

（一）UC型有载分接开关的结构

UC型有载分接开关是组合式结构，它由置放于油室之内的切换开关和分接选择器两部分构成。切换开关采用双电阻过渡在单数、双数两个方向切换；而分接选择器是不带负载电流的情况下，进行分接位置的选择，分接选择器装设于切换开关油室下面，分接开关整体则悬挂于变压器油箱盖上。

UC型有载分接开关有UCG、UCL、UCC、UCD型等四种切换开关，而分接选择器有C、Ⅰ、Ⅲ、G型四种，切换开关和分接选择器的组合形式见表5-3。

表5-3　切换开关——分接选择器的组合

UC型有载分接开关系列范围内最明显的差异是尺寸上的不同，如图5-11所示。其它的差异并不明显，其中包括制造顶部结构时所采用材料不同，其中UCC和UCD型采用钢板焊接，而UCG、UCL型采用铸铝。在UCG系列中的绝缘筒用粘结方法而其余型号则螺栓固定方法。分接选择器的设计及操作方式也有区别。对于C、Ⅰ型分接选择器动触头是由两条在同一机架里并行的凸轴所推动；对于Ⅲ型和G型分接选择器，活动触头是由两条套轴所推动。而UCC系统则拥有两个机架，每一个都有各自的驱动轴。UC型有载分接开关结构如图5-12所示。

图5-11　UC型有载分接开关的尺寸对比

1．切换机构

UC型有载分接开关的切换机构，如图5-13所示，采用摆杆式结构。摆杆式结构原理是利用弹簧储能驱动四连杆过渡形式，即利用连杆在极限位置转化为三连杆而锁住。在连杆一次摆动中完成切换动作，连杆的本身既是快速机构的构件，又是切换机构的动触头支架。快速机构与切换机构构成一个整体。

切换机构的工作原理如图5-14所示，图5-14（a）切换机构处于单（或双）数侧，主动触头和过渡动触头分别与各自定触头接触，负载电流通过主触头导通，连杆机构被闭锁。切换开始时，摆动杆开始向右摆动，储能弹簧被拉伸储能。当摆动杆带动弹簧刚超越死点时，摆动杆上的肩部将右连杆推动一小距离，如图5-14（b）所示。闭锁脱扣，储能弹簧开始释放能量，带动四连杆机构向右方向快速摆动，进入1—2—1变换程序。图5-14（c）是双电阻桥连状态，连杆机构一直摆动到如图5-14（d）所示位置，切换结束，闭锁装置自动锁住连杆机构，保证过渡触头和主触头接触可靠良好。负载电流变换到右边主触头导通，完成一次切换。切换时时间为40～50ms，其中单电阻过渡时间T1≥10ms，两电阻桥连时间T2≥16ms。

图5-12　UC型有载分接开关的结构

动触头安装在连杆上，动作受四连杆控制，而定触头则安装在切换开关两侧绝缘板上，触头为对开式，断口尺寸大、适用级电压高。弧触头由铜或铜钨合金制成，当额定最大通过电流大于300A时采用铜钨合金。载流触头由铜银合金制成。主通断定触头和主定触头是安装在一起的，利用动触头切换过程接触角度的变化来完成主通断触头和主触头的接触变换，保证断开时先断主触头后断主通断触头，合上时先合主通断触头再合主触头，使主触头在切换过程不拉弧。触头弹簧既是完成切换程序的需要，同时又保证触头有足够的接触压力。过渡定触头安装在绝缘板的下部，与过渡电阻相连。当开关正常运行时，同一侧的主触头和过渡触头都处在合的位置。切换机构的三相动触头内部接成星形连接，所以单台UC型分接开关只能适用于中性点Y接的调压变压器。

图5-13　UC型切换机构结构

切换开关芯体采用插入式结构，芯体外侧的插入式触头与油室内侧的定触头相连，当切换开关入油室时能够自动使分接选择器与切换开关连接及中性点输出端的连接。

切换机构的底座上安装着三个定位销、插入油室筒底的三个定位孔内，用来固定切换机构。三个定位销和定位孔是不对称的，只有当切换开关底座侧边的开口对准抽油管下落时，定位销才能插入定位孔，从而保证切换开关安装的正确性。为了使切换开关的摆动杆能摆动并带弹簧储能，在切换开关底部安装一组传动机构，传动机构的连接传动销插入油室筒底上驱动盘的孔内。用驱动盘带动连接传动销转动，通过传动机构带动摆动杆摆动，使弹簧储能、释放，完成切换开关单、双数切换。为了确保切换开关的连接传动销进入驱动盘的定位孔，可在同一方向上操作分接开关至少三个位置。

图5-14　UC型切换机构切换过程

过渡电阻由电阻线缠绕在绝缘板上构成，并装设于切换开关触头系统上部。过渡电阻一端与过渡定触头相连，另一端与切换开关绝缘板外侧的插入式触头相连，并与主定触头相连通。

2．油室

UC型分接开关的油室由油室顶部结构，绝缘室，筒底组成（参见图5-12）。

油室顶部结构中有一头部法兰盘，头部法兰的作用是将分接开关安装在变压器的箱盖上，并可支撑齿轮盘，齿轮盘内有一位置指示器，用来指示分接开关本身的实际位置。齿轮盘与法兰下面的垂直转动轴连接，垂直传动轴另一端的齿轮与油室底部的中间连接齿轮啮合。当电动机构输出转动力矩，经齿轮盘变换成垂直传动轴的垂直转动力矩，通过筒底中间连接齿轮分别驱动切换开关和分接选择器。由于垂直传动轴安装在油室外，吊出切换开关芯体时，就无需拆卸传动系统。开关油室内的污油也不会污染垂直转动轴。另外，头部法兰盘上还有一个与变压器本体相通的放气孔和接地端子。

油室的顶部的一根油管连接到分接开关储油柜，还有与油室内抽油管相连的放油接头和滤油接头，一个压力继电器和盖板及其密封垫。

绝缘筒由玻璃纤维加强的树脂制成，绝缘筒上、下分别与油室顶部部分和筒底固定且密封。六根分接选择器引线的接点穿过绝缘筒壁，用具有弹性压力的O型密封垫予以妥善密封，这六个接点在绝缘筒内壁与切换开关的六个插入式触头相连，在绝缘外壁与分接选择器的三相单、双数引线连接。当绝缘水平高于380kV的分接开关，在绝缘筒外侧安装屏蔽环，以改善电场的分布。

油室筒底有驱动盘、定位孔、切换开关中性点的电流端子、排油螺钉。驱动盘的轴穿过筒底与中间联接齿轮的轴连接，驱动盘带动连接传动销每转动180°，切换开关完成一次切换。三个定位孔中有两个定孔的内径稍大于切换开关定位销，这样每次切换时，切换开关芯体受到冲击后，能沿着触头摆动方向有一定的位移，使七个插入式动触头在定触头之间有一定的滑动，自动除去动、定触头之间氧化膜，保证插入式触头之间的接触始终良好。排油螺钉只有在进行变压器干燥处理时方可打开。干燥结果后必须要拧紧，利用专用工具，插入抽油管可以拧动排油螺钉，使它打开和关闭。另外油室筒底还是分接选择器安装的支架。

3．分接选择器

UC型分接选择器由级进机构（槽轮机构）、触头系统、转换选择器组成，有C、Ⅰ、Ⅲ、G等四种规格，具有相同的功能。分别与UCG、UCL、UCC、UCD等切换开关组合使用。UC型分接选择器的结构如图5-15所示。

图5-15　UC型分接选择的结构

（a）C型分接选择器；（b）Ⅲ型分接选择器；（c）G型分接选择器

级进机构（槽轮机构）是一个由两个槽轮和一个拨槽件构成的级进传动装置，每变换一个分接时，拨槽件转180°拨动一个槽轮，使槽轮前进一级，带动分接选择器的一组动触头从一个分接转移到另一个分接位置。拨槽件继续转动180°拨动另一个槽轮级进。所以，两个槽轮是交替间歇工作的。两个槽轮只有在拨槽件拨动时才能转动，平时被拨槽件上的凸面锁住，从而保证分接选择器的动触头合到正确位置后，不能发生任何移动。

分接选择器每相定触头分为单、双数两组，三相共六层排列在笼子型的圆周上，并各自与变压器的调压绕组的分接引线相连。每相的单、双数动触头分别装设在单、双数两根转轴上，转轴是由顶部单、双槽轮带动做级进运动，互不影响各自转动。分接选择器的定触头通过动触头与集流环滑动相连，再由固定在环上的引线径向引出到分接选择器的外部，连接到切换开关上。

分接选择器的动触头采用夹片结构，使动、定触头接触可靠，温升低，抗短路能力强。当分接选择器变换分接头时，动触头在定触头上和集流环上滑动，起到擦拭作用，以保护接触面上的清洁。(www.xing528.com)

组合式分接开关在反调一档操作时，要求分接选择器不动，只是切换开关切换。UC型分接开关为实现此功能，使拨槽件转轴与中间连接齿轮采用滑动式连接，如图5-16所示，在中间连接齿轮上开一个扇形的孔，与拨槽件相连的定位销插入扇形的孔内，当朝同一方向上变换分接时，中间连接齿轮始终带动与拨槽件相连的定位销转动，使拨槽件转动；当反调一档时，中间连接齿轮反向转动，此时定位销没有被带动，使拨槽件和槽轮都不动，中间连接齿轮只带动切换开关切换。

为了在不增加变压器调压绕组抽头的情况下扩大分接范围，需要在分接选择器的旁边装转换选择器，当开关超过整定（中间）工作位置并继续操作时，转换选择器就动作。如UC型分接开关为17级调压，9a、9、9b为三个中间档；在1→n方向上，当从9档变换到9b档过程中转换选择器动作，使K与＋极性接通变换为K与－极性接通。反之在n→1方向上时，从9档变换到9a档过程中，转换选择器从K、－极性接通变换到K与＋极性接通，其中K作为转换选择器的动触头，一端通过集流环与分接选择器定触头10滑动连接；＋、－极性安装在转换选择器的绝缘筒壁（或绝缘撑条）上，分别与分接选择器的定触头9、1接通。当转换选择器转轴转动时，动触头K分别与定触头＋、－极性接通。

图5-16　分接选择器离合器

图5-17　转换选择器的拨动装置

（a）转换选择器拨动装置；（b）分接开关的机械限位

转换选择器的拨槽件是固定在下槽轮上的一个拨柱，当开关超过整定（中间）位置时，下槽轮上的拨柱拨动转换选择器的槽轮转过一个角度，如图5-17（a）所示，转换选择器的槽轮带传动杆，使转换选择器完成＋、－极性变换。当开关转到上下极限位置时，下槽轮上的拨柱刚好与转换选择器槽轮两侧相触，如图5-17（b）所示，阻止分接开关继续向前操作，确保分接开关的安全。所以下槽轮上的拨柱既是转换选择器的拨槽件，又是分接开关上、下极限位置的机械限位件，同时能保证槽轮能转动将近两周。

UC型分接开关的机械动作原理（以分接位置4→5变换为例）

分接开关操作由电动机构的电动机（或手动）开始，传动力经传动轴传至分接开关头部法兰的齿轮盘，使垂直传动轴转动，带动中间连接齿轮转动。由于切换开关的驱动盘与中间连接齿轮同轴连接，驱动盘转动通过传动机构使摆动杆摆动，弹簧储能开始。与此同时，中间连接齿轮带动其扇形孔中的定位销，使拨槽件转动，拨槽件拨动单数槽轮前进一级，单数转轴带动动触头在不带电情况下从分接3变换到分接5上。

选择器完成变换后，摆动杆带动储能弹簧越过死点，摆动杆肩部顶开连杆机构的死点，闭锁脱扣，储能弹簧释放能量，带动连杆机构上的触头从双数侧切换到单数侧，开关完成从4→5变换，同时，连杆机构的闭锁又被锁住。对配置BUL电动机构的UC型分接开关要求切换机构必须在手柄转完12圈之前完成切换；从选择器合上至切换机构动作之间至少有两个手动圈数，手动15圈完成一次切换。而BUE电机构要求从选择器合上至切换机构动作之间至少有三个手动圈数，手动25圈完成一次切换。

（二）UC型有载分接开关的主要技术参数

1．型号说明

2．主要技术参数

UC型有载分接开关的主要技术参数见表5-4。

3．绝缘水平

UC型开关的绝缘距离位置示意图，如图5-18所示，耐压水平见表5-5～表5-7。

表5-4　UC型有载分接开关主要技术参数

续表

表5-5　UCG型有载调压分接开关中的耐压水平（UCG配装C型、Ⅰ型和Ⅲ型选择器）

注al电器上相邻的分接头间，分接选择器为Ⅲ型的　绝缘耐压水平为300～125kV，但受移动的　选择器连杆和切换开关将数值限制至el和b2。
距离al与分接选择器Ⅰ型和C型无关。
US＝触头未经屏蔽，S＝触头予以屏蔽。

表5-6　UCL及UCD型有载调压分接开关中的耐压水平（UCL配装Ⅲ型选择器、UCD配装Ⅲ型和G型选择器）

注al指电气上相邻触　头间，绝缘耐压水平为300～125kV，但受移动的选择器连杆和切换开关将数　值限制至el和b2。US＝触头未经屏蔽，S＝触头予以屏蔽　。

图5-18　绝缘距离位置示意图

（a）线性调；（b）正反调；（c）粗细调

表5-7　UCC型有载分接开关中的耐压水平

注　al指电气上相邻的触头之间，绝缘耐压水平为200～80kV。
①　对17-23位置，触头之间的耐受电压为180～100kV。
US＝触头未经屏蔽，S＝触头予以屏蔽。