蔡东苗 张 任 殷海杰

（河南平高电气股份有限公司，河南 平顶山 467000）

隔离开关是一种将检修或安装设备与高压电源进行隔离，保证检修、安装人员及设备安全的高压电器。其中GW16/17型隔离开关在电网中广泛应用，其具有结构独特、电气及机械性能优异，有较强的抗腐蚀、抗地震能力等突出特点。但由于主闸刀底座装配中的双四连杆与旋转瓷瓶是通过一对伞型锥齿轮实现力矩的传递，在隔离开关分合闸过程中，承受较大的载荷和冲击，因此，其易发生点蚀、断裂、变形等失效情况。

1 GW16 /17 型隔离开关锥齿轮接触强度理论计算

齿轮材料采用40Cr，其泊松比为0.3，弹性模量为210GPa，电动操作机构的最大输出力矩按1000N·m。

锥齿轮圆周力：

式中：T-输入转矩；

m-锥齿轮模数；

Z1-小锥齿轮齿数，Z1=18。

锥齿轮节圆处的计算接触应力为：

表1 应力参数值

2 GW16 /17 型隔离开关锥齿轮三维模型的建立

锥齿轮位于瓷瓶上部导电底座内，用于传递来自机构的转矩，实现主动齿轮旋转90°，从动齿轮旋转180°的转化，同时从动齿轮的传动轴通过拐臂和连杆实现主闸刀的分合闸运动，其结构如图1所示。

图1 底座装配图

按表2锥齿轮的主要参数创建锥齿轮[1]。将创建完成的锥齿轮实体模型装配，确保不干涉。再对装配体进行合理的简化，去除对有限元结果影响较小的部分，锥齿轮装配体如图2所示。

图2 锥齿轮装配体

表2 锥齿轮相关参数

3 GW16 /17 型隔离开关锥齿轮瞬态接触有限元分析

利用ANSYS软件中的“Configuration Manager”模块与SolidWorks软件建立二者之间的无缝接口，把先前建立的GW16/17型隔离开关锥齿轮系统三维简化模型导入到ANSYS中[2-5]。……