滑環又稱為匯流環、集流環、旋轉關節等,用于實現相對旋轉部件間的液、電、信號的傳輸,特別是適用于無限制的連續旋轉,同時又需要從固定位置到旋轉位置傳送功率或數據的場所。目前國內,滑環已廣泛應用于安防、工業設備、風力發電、醫療、測試設備、自動化設備及軍事等領域。按傳輸介質不同,滑環可分為電滑環、液滑環和光滑環等。
我公司研制的國內首套大型輸電滑環服務于海上核動力單點系泊平臺。該套輸電滑環用于將繞單點固定樁自由旋轉的無動力浮船上發送的電能傳輸至海底固定電纜。
滑環傳輸三相電流,額定電壓功率達到35kV/36MW。滑環采用內部浸油形式,外環為轉子、內環為定子的結構。
三相電分別由三個環路單獨傳輸,每一相電流先通過對應的入端匯流排傳輸到外圈紫銅匯流環上,每個紫銅匯流環將電流分配到一圈12組共60個觸點模塊上,觸點模塊再將電流傳輸至內圈黃銅匯流環,最后經過出端匯流排實現電流對外輸出。
其中每5個觸點模塊為1組,一圈共12組,每個觸點模塊相隔的角度為4°,組與組之間相隔14°。
本文根據電滑環在不同轉角下觸點電流的分配值計算出內外匯流環和觸點總電阻的比值關系。通過改變導線長度并重新測量電流分配值,得出觸點總電阻和導線電阻的比值關系。計算結果與實際測量結果一致。
在此基礎上,本文給出各觸點導線的理論長度,使滑環在轉至一特定角度時各觸點上傳遞的電流相等。