10kV室内真空断路器の速度測定回転センサー用トランジションジョイントの取り付け方法

1 創新的背景

定期の機械特性試験（閉合・開放時間、速度、開放距離、オーバートラベル、三相非同期、バウンス時間など）は、10kV屋内真空遮断器にとって重要なことであり、信頼性のある電力供給とグリッドの安定性を確保します。製造業者は通常、直線伝達ロッドと可動接点との間の一貫した運動曲線を通じてパフォーマンスを正確に反映する移動接触線形センサー方式を使用して試験を行います。

試験を容易にするため、製造業者はセンサーリンク用のねじ穴と試験台を追加しています。しかし、スイッチギアに設置された駆動シャーシがロッドの底を塞いでしまうため、現場で特別な設備がないか実用的でない場合、試験台ベースのセンサー設置が必要となり、線形センサーの取り扱いが労力を要することになります。回転センサー（トラベルパラメータ入力が必要）は代替手段として使用されますが、多くの遮断器には適切なスピンドルエンドホールがなく、スピンドルへの信頼性のある回転センサー接続を可能にする新しいトランジションジョイントが開発されました。

2 トランジションジョイントの革新的技術
2.1 技術的要求事項

回転センサーと主軸の端部との信頼性のある接続を確保するためには、以下の3つの主要な問題を解決する必要があります：

• トランジションジョイントが設置された後、遮断器のクランクアーム主軸の中心線がセンサーカプリングの軸中心線と一致していることを確認し、つまり同軸中心を維持する。

• トランジションジョイントが固定された後、運動中に遮断器のクランクアーム主軸の回転角度と一致し、主軸の回転以外の追加の回転がないこと、つまり主軸の外部回転を克服する。

• トランジションジョイントが固定された後、軸方向の動きがないこと、これは接続問題を解決する難しさであり、つまり軸方向の動きを抑制する。

2.2 解決策

(1) 遮断器のクランクアーム主軸の外周の加工精度公差は0.01mm以内に制御されています。そのため、主軸の外周を利用してトランジションジョイントの中心線を位置付け、効果的に同軸中心を維持することができます。

(2) クランクアームの組み立てのために、遮断器のクランクアーム主軸には幅8mmまたは10mm（一部変更あり）の鍵溝が加工されており、誤差は0.01mm以内に制御されています。これにより、8.8級M8およびM10高強度ボルトの外径と正確に適合し、主軸の外部回転を効果的に克服することができます。

(3) トランジションジョイントが固定された後、大規模な軸方向の動きや大きな軸方向の力を持つ部品はありません。円形の薄い強力磁石を使用してトランジションジョイントを遮断器のクランクシャフトスピンドルに固定することで、測定中の遮断器の動作振動によって引き起こされるセンサーの軸方向のずれを抑制し、効果的に軸方向の動きを抑制することができます。

遮断器の構造特性を十分に活用することで、クランクアーム主軸の外周を利用して軸線を位置付けることができる軸方向磁気吸引固定型トランジションジョイントを開発しました。

設計案に基づき、長さ60mm、直径40mmのQ235A鉄棒を選択し、旋盤で円形の全閉鎖構造に加工しました。前端の内径は32mmに加工され、寸法誤差は0.01mm以内に制御され、スピンドル端部との精密なフィッティングを確保します。尾部はセンサー接続用に直径12mmの円棒に加工されます。本体の反対側に内径8mmの円孔を2つ開け、M8およびM10高強度ボルトの取り付けに適するようにネジ山を加工します。

直径16mm、厚さ2mmの強力磁石シートを購入します。本体の尾部円棒に穴を開けて、シャフトカプリングとの結合用のトランジション連結棒を加工します。完成した構造は図1に示されています：

• 部品a：シャフトカプリングと接続して回転センサーの信頼性のある固定を実現する；

• 部品b：M8/M10高強度ボルトの外径がスピンドル端部の鍵溝と一致し、トランジションジョイントの余分な回転を排除する；

• 部品c：トランジションジョイントの外周がスピンドルの外周と一致し、トランジションジョイントとスピンドルの同軸整合を確保する；

• 部品d：円形の薄い強力磁石が磁気吸引力を利用してトランジションジョイントを遮断器のクランクシャフトスピンドルに固定し、測定中の振動によって引き起こされるセンサーの軸方向のずれを克服し、効果的に軸方向の動きを抑制する。

3 応用効果

トランジションジョイントを使用して回転センサーの全体的な組み立てを行い、そのフィールドテスト効果は図3に示されています。回転センサーのトランジションジョイントの設計と製造が完了した後、スピンドル端部に回転センサーのトランジションジョイント用のねじ穴を持つVS1-12室内真空遮断器を選択しました。同じ遮断器機械特性試験装置を使用して、元のトランジションジョイントとリードスクリューによる回転センサーのトランジションジョイントの設置での試験比較を行いました。

元のトランジションジョイントと比較して、3セットの自己検査測定データの差は小数点第2位まで（実際の測定結果は小数点第1位まで保持）であり、このトランジションジョイントの安定性が高いことが示されました。また、リードスクリュー設置用のトランジションジョイントと比較しても、3セットの測定データの差は小数点第2位まで（実際の測定は小数点第1位まで保持）であり、その設計の測定精度が要求を満たしていることが示されました。

実際の使用において、鍵溝に適合するM8またはM10高強度ボルトの端部の摩耗は比較的顕著です。そのため、通常、各ボルトに対して2〜3個の予備ボルトが提供されます。わずかな回転隙間がある場合でも、すぐに交換します。通常、約30台の試験後に新しいボルトを交換する必要があります。