შერჩევითი დისტანციური დახურვის მოწყობილობის დიზაინი შინაური ხელგაწყოსადი სიმძლავრიანი ვაკუუმური გამჭერისთვის
ქალაქური ელექტროსისტემის ხაზების კე布尔化和地下化已成为配电网络建设中不可逆转的趋势。作为配电系统的核心设备，高压开关柜已成为维护人员日常操作和维护的主要对象。在设备迭代过程中，新设备的全面更换和调试周期较长，一种老旧的手动摇柄高压开关柜仍在服役。
由于长期运行，在开合操作过程中此类开关柜容易产生电弧风险。在实际维护场景中，当电动操作失败时，需要人员手动闭合，直接暴露于电弧的安全威胁之下。因此，开发一种远程闭合装置以替代手动操作，在设备更新过渡期间作为辅助安全措施显得尤为迫切。
针对这一问题，作为项目参与者，本文通过分析老旧手动摇柄断路器的操作特性设计了一种远程闭合操作装置，以避免手动操作过程中的安全风险。
**传统手动摇柄断路器的闭合方法**
在手动摇柄断路器的操作面板和摇柄结构（如图1所示）中，手动闭合旋转杆位于面板左侧，截面为正六边形。操作手柄呈Z形，下端通过正六边形套筒与旋转杆可插拔连接。操作时，将手柄插入旋转杆后，顺时针转动上端约24圈即可完成断路器的闭合动作。
**扭矩计算基础与设计标准**
基于联动操作手柄的结构特点，通过确定力臂长度和拉力参数可以得出手动闭合断路器所需的扭矩要求。根据机械公式
通过对操作特性的分析，手动操作断路器的旋转阻力在第15次旋转周期达到峰值。此时的最小扭矩数据可以覆盖整个闭合过程。远程闭合装置的扭矩设计必须超过这一临界值，并留有安全裕度，以适应不同断路器型号之间的扭矩变化。详细的测试数据将在后续章节中呈现。
**远程闭合装置的基本结构**
如图2所示，该装置由固定杆、移动部件、电动装置和闭合接头组成。固定杆设计为可伸缩，两侧焊接有支撑板。安装时，先缩短杆并垂直放入柜内，然后延长使支撑板抵住柜体进行水平固定。调整移动部件使其在垂直方向上对齐电动装置的闭合接头与手车开关的旋转头。配置完成后，操作员可以撤退到安全区域并通过远程发射器发送顺时针信号来完成闭合操作。
**远程控制与操作的实现
电机选择与参数**
在选择核心电机模块时，比较了永磁直流无刷电机和有刷电机。无刷电机在使用寿命和噪音水平（≤55dB）方面具有显著优势，但其控制电路复杂且成本较高（比有刷类型高出40%）。鉴于设备对电机控制的要求不严格，选择了XD-3420永磁直流有刷电机，因其控制简单且成本低。关键参数：
为了使维护人员能够从安全距离操作，该装置采用了启芯QA-R-010无线遥控开关进行无线电源管理。该模块由发射器和接收器组成：接收器支持3.6V至24V的直流输入，红/黑线用于正/负输入，蓝/灰线用于相应的输出（输出电压与输入匹配）。两键发射器提供三种输出模式：瞬时、锁定和互锁。本项目采用瞬时模式，即开关模块仅在按键按下时导通，松开后立即断开，以满足闭合操作过程中的瞬态控制要求。
**现场远程控制实验**
我们使用拉力测试仪测量了一个退役手动摇柄手车开关手动闭合所需的拉力。如表1所示，当手动摇柄闭合达到约第15圈时，所需的手动摇柄闭合最小拉力达到最大值。利用此拉力，我们计算出整个手动摇柄闭合过程所需的最小扭矩为1.75 N·m。
我们比较了传统手动闭合方法和远程闭合装置的操作时间。表2显示，使用远程闭合装置不仅避免了风险，而且与纯手动操作相比还略微提高了操作效率。在不增加时间成本的情况下，它显著降低了操作人员的安全风险。
为了解决当前配电网中维护人员需要近距离操作老式手动摇柄断路器的安全风险，我们提出并开发了一种辅助装置。它允许维护人员远离开关柜并远程控制断路器闭合。我们详细介绍了原型机的基本软硬件组件及其使用方法。扭矩测试表明，这种远程闭合辅助装置满足手动摇柄断路器的闭合扭矩要求。与传统操作方法相比，操作时间相似。它避免了维护人员近距离操作此类断路器的风险，且不增加时间成本，该装置具有良好的工程应用价值。
