隔離開(kāi)關(guān)觸頭帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)研制

張一軍，鄭曉東，趙壽生，董升，周彪，陳文通，姜林波

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江　金華　321000）

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隔離開(kāi)關(guān)觸頭帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)研制

張一軍，鄭曉東，趙壽生，董升，周彪，陳文通，姜林波

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江金華321000）

〔摘 要〕針對(duì)當(dāng)前人工方式處理隔離開(kāi)關(guān)故障需停電檢修維護(hù)帶來(lái)的不便，分析了帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)的工作原理，通過(guò)對(duì)平臺(tái)零部件的選擇及其作業(yè)流程的分析，研制了智能化帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)，將傳統(tǒng)人工方式維護(hù)與帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)維護(hù)效果進(jìn)行對(duì)比，得出2種方式維護(hù)效果基本一致，滿(mǎn)足了接觸電阻的標(biāo)準(zhǔn)，且觸頭維護(hù)合格率都達(dá)到100％。

〔關(guān)鍵詞〕隔離開(kāi)關(guān)；觸頭；帶電檢修；清洗平臺(tái)

0　引言

隔離開(kāi)關(guān)如發(fā)生缺陷或故障需停電維修，將直接導(dǎo)致與之相連的所有設(shè)備都要同時(shí)停電，擴(kuò)大了停電范圍，嚴(yán)重影響了供電可靠性。在當(dāng)前電網(wǎng)可靠性要求下，有必要進(jìn)行隔離開(kāi)關(guān)帶電檢修新工藝的探索與研究。

1　隔離開(kāi)關(guān)故障分析及處理

由于電流的熱效應(yīng)，GW4，GW7型隔離開(kāi)關(guān)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)觸頭接觸電阻過(guò)大時(shí)將發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象，并且造成隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)部分卡澀、分合閘不到位等故障。近年來(lái)，隔離開(kāi)關(guān)缺陷數(shù)量呈逐年增加的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的隔離開(kāi)關(guān)缺陷處理方式需要停電，并涉及登高作業(yè)、吊機(jī)操作等危險(xiǎn)因素，存在諸多不便。

要避免隔離開(kāi)關(guān)故障，必須在安全的前提下，定期對(duì)觸頭表面進(jìn)行清理，保持觸頭表面接觸狀況良好，使隔離開(kāi)關(guān)的接觸電阻值在正常范圍內(nèi)，同時(shí)延長(zhǎng)隔離開(kāi)關(guān)觸頭的檢修維護(hù)周期，提高設(shè)備與電網(wǎng)的可靠性。

2　帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)的功能要求

從安全性角度分析，所研制的帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)應(yīng)對(duì)于室內(nèi)外隔離開(kāi)關(guān)均可進(jìn)行帶電作業(yè)，且應(yīng)攜帶方便、安全可靠，能實(shí)現(xiàn)智能化遙控操作等功能。

帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)主要由移動(dòng)載體平臺(tái)、絕緣平臺(tái)、操作機(jī)械臂、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)等模塊組成。它的功能要求如下。

（1）將機(jī)械強(qiáng)度十分可靠的移動(dòng)載體平臺(tái)作為檢修平臺(tái)底座，在變電站有限的安全作業(yè)空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)平臺(tái)的支撐、水平調(diào)整功能，滿(mǎn)足控制系統(tǒng)及附件的安裝條件。

（2）絕緣平臺(tái)采用等電位模式，實(shí)現(xiàn)高電壓作業(yè)環(huán)境下操作機(jī)械臂、作業(yè)工具的承載，以及自身的旋轉(zhuǎn)、升降功能。

（3）在滿(mǎn)足檢修運(yùn)動(dòng)范圍、安全距離、強(qiáng)度、剛度等要求的基礎(chǔ)上，操作機(jī)械臂將前端作業(yè)工具送達(dá)工作需要范圍內(nèi)的具體位置。

（4）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過(guò)毛刷的運(yùn)動(dòng)、與絕緣升降平臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及操作機(jī)械臂的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成。在滿(mǎn)足帶電作業(yè)要求、保證清掃效果的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭的清潔及涂抹凡士林的功能；并在動(dòng)、靜觸頭表面形成一層抗氧化油膜，改善觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)部分的卡澀現(xiàn)象。

（5）驅(qū)動(dòng)平臺(tái)采用氣泵驅(qū)動(dòng)。在滿(mǎn)足帶電作業(yè)工具所需的絕緣性能要求、驅(qū)動(dòng)元件與動(dòng)力之間絕緣要求等條件下，提供帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)的各種操作動(dòng)力，保證帶電作業(yè)時(shí)帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)、操作人員和變電站的絕緣安全。

（6）數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)控制裝置完成數(shù)據(jù)采集、操作目標(biāo)識(shí)別、分析和決策，在滿(mǎn)足帶電作業(yè)絕緣要求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)相關(guān)組件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)采集、清掃軌跡的生成和控制、移動(dòng)載體的快速自動(dòng)調(diào)平以及作業(yè)中發(fā)生意外情況的快速響應(yīng)。

帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)應(yīng)能適用于220kV及以下的電壓等級(jí)，主要針對(duì)GW4-110及GW7-220 2種型號(hào)的隔離開(kāi)關(guān)。帶電檢修維護(hù)平臺(tái)的工作原理如圖1所示。

圖1　帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)工作原理

3　帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)的研制

通過(guò)查詢(xún)?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)得知：隔離開(kāi)關(guān)過(guò)熱時(shí)的接觸電阻均在500 μΩ以上。而要確保隔離開(kāi)關(guān)正常運(yùn)行，必須要求接觸電阻在150 μΩ以下。此外，還需要帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)能對(duì)隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭涂抹凡士林，保持觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、可靠。

由于在工作過(guò)程中實(shí)施人與設(shè)備的分離可最大程度地保證人身安全，因此，應(yīng)制定對(duì)策表并由專(zhuān)人負(fù)責(zé)實(shí)施。帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)零部件選擇如表1所示。

表1　帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)零部件選擇

帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)作業(yè)流程如圖2所示。

圖2　帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)作業(yè)流程

4　帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及效果

在某變電所對(duì)帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)進(jìn)行模擬試驗(yàn)。選取1組觸頭污垢積存較嚴(yán)重的GW4型隔離開(kāi)關(guān)，分別測(cè)量其維護(hù)前后觸頭的接觸電阻值，并模擬帶電情況，在隔離開(kāi)關(guān)觸指和觸頭上加試驗(yàn)電壓146kV（模擬試驗(yàn)電壓通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程控制箱和數(shù)據(jù)采集箱加于觸頭兩側(cè)）。其中，A，B相觸頭則采用傳統(tǒng)的人工方式進(jìn)行維護(hù)，而C相觸頭則先加模擬試驗(yàn)電壓，后采用帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)進(jìn)行維護(hù)。結(jié)果如表2所示。

表2　2種維護(hù)方式后的觸頭接觸電阻值

通過(guò)表2發(fā)現(xiàn)，帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)維護(hù)后的觸頭導(dǎo)電部分污垢可以完全去除，露出觸頭表面鍍銀層，使觸頭能可靠接觸，接觸電阻值合格。

在某220kV變電所開(kāi)展計(jì)劃性檢修的同時(shí)對(duì)帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)工作。選取其中5 組GW7型隔離開(kāi)關(guān)，在每組隔離開(kāi)關(guān)觸頭兩側(cè)分別采用傳統(tǒng)的人工方式和帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)進(jìn)行維護(hù)，并測(cè)量維護(hù)后的接觸電阻值，其結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，對(duì)于220kV變電所的5 組GW7型隔離開(kāi)關(guān)，維護(hù)前5組隔離開(kāi)關(guān)的觸頭接觸電阻值平均為707.4 μΩ，而傳統(tǒng)的人工方式維護(hù)后的接觸電阻值平均為112.6 μΩ，帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)維護(hù)后的接觸電阻值平均為116.6 μΩ，均低于接觸電阻標(biāo)準(zhǔn)值150 μΩ。同時(shí)，觸頭維護(hù)合格率為100％，并且每個(gè)觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、可靠，觸頭表面形成一層保護(hù)膜。

由此可知，所研制的隔離開(kāi)關(guān)觸頭帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)的維護(hù)效果與人工維護(hù)基本一致，維護(hù)后觸頭的接觸電阻合格，滿(mǎn)足規(guī)程規(guī)定，完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工維護(hù)方式。

圖3　隔離開(kāi)關(guān)觸頭維護(hù)前后接觸電阻值

5　結(jié)論

（1）通過(guò)建立隔離開(kāi)關(guān)觸頭帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)模型，成功研制了適用于GW4，GW7型隔離開(kāi)關(guān)的帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)。

（2）將傳統(tǒng)的人工方式維護(hù)與帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)維護(hù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在相同類(lèi)型閘刀的基礎(chǔ)上，帶電檢修維護(hù)清洗平臺(tái)的維護(hù)效果和人工維護(hù)效果基本一致，都滿(mǎn)足接觸電阻的標(biāo)準(zhǔn)要求，觸頭維護(hù)合格率達(dá)到100％。觸頭經(jīng)過(guò)帶電維護(hù)后，效果良好：觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)靈活可靠，不卡澀；隔離開(kāi)關(guān)分合閘到位，操作不費(fèi)力。

（3）延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低了設(shè)備的停電時(shí)間，減少了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用；節(jié)省了人工和車(chē)輛；降低了隔離開(kāi)關(guān)故障率。

（4）此平臺(tái)改進(jìn)空間還很大，下一步可設(shè)計(jì)引弧、均壓、抗強(qiáng)電場(chǎng)干擾等部件。

參考文獻(xiàn)：

1 袁向群，張宗九.500kV SPOLT/2T系列隔離開(kāi)關(guān)觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及維護(hù)措施［J］.華東電力，2003，31（7）：66-67.

2 張煦.變電站隔離開(kāi)關(guān)常見(jiàn)故障及預(yù)防措施［J］.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2009，27（1）：54-55.

3 呂念明，黃偉堅(jiān)，胡泰.220kV變電站隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭過(guò)熱原因分析及解決方案［J］.電工技術(shù)，2006，27（12）：63-64.

收稿日期：2015-09-10。

作者簡(jiǎn)介：

張一軍（1965-），男，高級(jí)工程師，主要從事變電檢修管理工作，email：guipan8@163.com。

鄭曉東（1966-），男，工程師，主要從事變電檢修工作。

趙壽生（1970-），男，高級(jí)工程師，主要從事變電檢修管理等工作。

董升（1987-），男，工程師，主要從事變電檢修工作。

周彪（1982-），男，高級(jí)工程師，主要從事變電檢修工作。

陳文通（1984-），男，工程師，主要從事變電檢修管理工作。

姜林波（1989-），男，助理工程師，主要從事變電檢修工作。