高壓戶外式隔離開關(guān)缺陷分析及完善化改造

韓　磊，魯愛斌，紀(jì)依依

（國網(wǎng)湖北省電力公司技術(shù)培訓(xùn)中心，湖北 武漢 430079）

高壓戶外式隔離開關(guān)缺陷分析及完善化改造

韓磊，魯愛斌，紀(jì)依依

（國網(wǎng)湖北省電力公司技術(shù)培訓(xùn)中心，湖北 武漢 430079）

針對高壓戶外式隔離開關(guān)分合不到位、設(shè)備銹蝕、連桿斷裂、機(jī)構(gòu)閉鎖卡死等現(xiàn)象，分析分合不到位、操作失靈、導(dǎo)電部分過熱和瓷瓶斷裂4種高壓戶外隔離開關(guān)常見故障的原因，提出完善化改造措施，并通過改造實(shí)例，說明該措施可消除設(shè)備隱患、提高運(yùn)行可靠性、保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。

隔離開關(guān)；缺陷；完善化改造

高壓隔離開關(guān)是用以配合高壓斷路器完成倒閘操作的高壓電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行、倒閘操作和變電檢修中起重要作用。受設(shè)計(jì)制造工藝、安裝環(huán)境、運(yùn)行工況及使用年限等多種因素的影響，高壓戶外式隔離開關(guān)分合不到位、設(shè)備銹蝕、連桿斷裂、機(jī)構(gòu)閉鎖卡死等現(xiàn)象日益增加，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1　常見故障及原因分析

高壓戶外式隔離開關(guān)嚴(yán)重和危急缺陷主要集中在分合不到位、操作失靈、導(dǎo)電部分過熱和瓷瓶斷裂4種形式［12］。

a.分合不到位、操作失靈的主要原因是機(jī)構(gòu)或傳動部分故障。機(jī)構(gòu)故障的主要原因是機(jī)構(gòu)箱密封不好，進(jìn)水造成機(jī)構(gòu)銹蝕嚴(yán)重，潤滑干涸，操作阻力增大，在操作困難的同時(shí)，還會發(fā)生零部件損壞，如變速齒輪斷裂，連桿扭彎等。傳動困難的主要原因是由于傳動部件的主軸銅套干澀、軸承臟污、潤滑油干涸，使傳動系統(tǒng)銹蝕造成傳動阻力大，出現(xiàn)底座軸承銹死、無法操作的情況。

b.導(dǎo)電部分過熱的主要原因是靜觸指壓緊彈簧疲勞、特性變壞，使接觸面氧化以及接觸電阻增加［3］。此外，觸頭鍍銀層工藝差、易磨損露銅，接觸面臟污，觸頭插入不夠、螺栓銹蝕造成線夾接觸面壓力降低等也是造成發(fā)熱的原因。

c.瓷瓶斷裂的主要原因既與產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)，也與隔離開關(guān)安裝、檢修質(zhì)量以及操作方法有關(guān)。瓷瓶在燒制過程中由于控制不當(dāng)，可能造成瓷件夾生、致密性不均以及水泥膠裝不良等問題，加上質(zhì)檢手段不嚴(yán)，造成個(gè)別質(zhì)量低劣的瓷瓶被組裝成產(chǎn)品后投入運(yùn)行，對系統(tǒng)安全構(gòu)成極大威脅。

2　完善化改造

完善化改造就是設(shè)備應(yīng)用企業(yè)聯(lián)合設(shè)備生產(chǎn)廠家，依據(jù)國家和行業(yè)內(nèi)的有關(guān)條款和規(guī)定，對隔離開關(guān)關(guān)鍵部位從材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行完善化改進(jìn)或更換。

2.1局部改進(jìn)和加強(qiáng)

設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)布局保持不變，只對某一部分進(jìn)行改進(jìn)，并與原設(shè)備具有兼容性，即改進(jìn)部分與原設(shè)備可以互換，并且不改變設(shè)備的外形尺寸、安裝方式及安裝基礎(chǔ)尺寸。改造后，設(shè)備型號有的采用原型號，有的在原型號設(shè)計(jì)順序號數(shù)字后添加改進(jìn)順序字母標(biāo)志，如GW4A、GW5A。

2.2結(jié)構(gòu)上較大改進(jìn)

設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式、傳動原理、基座及絕緣子等不變，主要是對導(dǎo)電系統(tǒng)進(jìn)行較大變動和設(shè)計(jì)改進(jìn)。設(shè)備型號一般在原型號設(shè)計(jì)順序號數(shù)字后添加改進(jìn)順序字母標(biāo)志，如GW6型完善化后稱為GW6A型；也有的申請新型號，如GWl2型完善化后定為GW34型。

2.3全新設(shè)計(jì)

對設(shè)備的導(dǎo)電系統(tǒng)、傳動方式、基座及操動機(jī)構(gòu)等進(jìn)行全新設(shè)計(jì)。一般申請冠以新型號，如河南平高電氣股份有限公司、沈陽新泰高壓開關(guān)有限公司、沈陽高東高壓開關(guān)產(chǎn)品有限公司的GW7型完善化設(shè)備分別定為GW27、GW33、GW413型，河南平高電氣股份有限公司的GW4-126型完善化設(shè)備定為GW31-126型。但也有例外，西安西電高壓開關(guān)有限責(zé)任公司的GW4-252、GW7-252型的完善化新設(shè)計(jì)則稱為GW4 A-252、GW7 A- 252型。

3　改造實(shí)例及效果

3.1改造實(shí)例

某供電企業(yè)110 k V及以上電壓等級戶外隔離開關(guān)數(shù)量為2 513臺，其中單臂伸縮式387臺、非單臂伸縮式2 126臺，選用設(shè)備型號33類。其中，GW10、GW11、GW12-252、GW4-252 4種型號設(shè)備2008-2013年危急或重大缺陷統(tǒng)計(jì)如表1所示。結(jié)合缺陷表現(xiàn)形式，該企業(yè)于2014年對這批設(shè)備進(jìn)行了完善化改造。

表1　2008—2013年戶外隔離開關(guān)危急或重大缺陷統(tǒng)計(jì)

3.1.1對GW10、GW11型設(shè)備進(jìn)行局部改進(jìn)和加強(qiáng)

a.導(dǎo)電管連接處涂防水膠，防止導(dǎo)電管進(jìn)水。

b.在下導(dǎo)電管內(nèi)齒條拉桿上增加一套調(diào)節(jié)裝置，解決合閘時(shí)導(dǎo)電管不成直線的問題。

c.在導(dǎo)電閘刀連軸節(jié)處拐臂中的導(dǎo)向孔復(fù)合軸套兩端加裝鋼絲擋圈，防止軸套軸向竄動。

d.連軸節(jié)處齒輪盒內(nèi)齒條下方支持軸改為不銹鋼，并在支持軸兩端增加帶密封蓋的滾針軸承，使傳動平穩(wěn)減少操作力，避免支持軸磨損。

e.導(dǎo)電接觸盤材料更換為PBT材料，解決導(dǎo)電接觸盤發(fā)生脆裂問題。

f.上下導(dǎo)電管及均勻環(huán)內(nèi)外表面均進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理并涂漆。

3.1.2對GW12-252型設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)

a.改進(jìn)后為單導(dǎo)電閘刀，前后各一根導(dǎo)電管，前后導(dǎo)電管采用四連桿傳動，導(dǎo)電關(guān)節(jié)采用導(dǎo)電帶聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡單，外觀簡潔，安裝調(diào)整及維護(hù)檢修方便。

b.靜觸頭為外壓彈簧式結(jié)構(gòu)，消除彈簧分流現(xiàn)象。合閘時(shí)動觸頭逐對頂開觸指，大大降低合閘時(shí)動、靜觸頭間的摩擦力，消除合閘時(shí)瓷絕緣子晃動現(xiàn)象。

c.采取鋁合金導(dǎo)電管表面經(jīng)陽極氧化后再涂丙烯酸聚氨酯銀粉漆、所有傳動銷軸采用不銹鋼、軸套采用不銹鋼或復(fù)合自潤滑軸套等多項(xiàng)措施提高防腐性能。

3.1.3對GW4-252型設(shè)備進(jìn)行全新設(shè)計(jì)

a.導(dǎo)電回路。整個(gè)導(dǎo)電回路除斷口為滑動接觸外，其余導(dǎo)體間均采用固定聯(lián)接，接觸電阻小，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。導(dǎo)電桿采用鋁合金方管制成，重量輕，強(qiáng)度高，散熱面積大，防腐性能好。觸指彈簧用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制成，且為外壓式，避免彈簧分流。觸頭采用銅板彎成，與導(dǎo)電桿聯(lián)結(jié)面積大，分合過程中觸頭與觸指摩擦行程短，操作力小。出線端及觸頭部分設(shè)置屏蔽環(huán)，改善電場分布，降低無線電干擾水平。

b.底座結(jié)構(gòu)。底座采用矩形鋼管與彎板、圓管等焊接面成，表面采用熱鍍鋅處理，強(qiáng)度高、剛性好、防腐能力強(qiáng)。軸承座與底座焊成一體，內(nèi)部采用高強(qiáng)度向心滾珠軸承，能承受較大的徑向負(fù)荷，穩(wěn)定性好；軸承上端采用聚四氟乙烯密封圈，能有效防止灰塵及潮氣進(jìn)入軸承

內(nèi)腔；軸承潤滑采用二硫化鉬鋰基脂，潤滑性能穩(wěn)定。所有轉(zhuǎn)動部位均采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼軸與復(fù)合軸套，防腐能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)動阻力小，配合間隙小，傳動可靠。傳動部件、標(biāo)準(zhǔn)件等采用不銹鋼或鋼質(zhì)表面熱鍍鋅處理，防腐能力強(qiáng)。瓷絕緣子支柱高度和垂直度，可以通過調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)，安裝方便簡單。c.操動機(jī)構(gòu)為CJ6改進(jìn)型，箱體采用不銹鋼板鉚接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、外形美觀、防腐能力強(qiáng)，具有良好的防水、防塵性能。齒輪及蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)整體封閉，具有聯(lián)鎖單元，可同時(shí)滿足多種聯(lián)鎖功能。

3.2改造效果

經(jīng)過此次完善化改造后，從2014—2015年的運(yùn)行情況來看，上述4種戶外隔離開關(guān)的嚴(yán)重和危急缺陷次數(shù)大為減少，以相同時(shí)間段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，4種設(shè)備由于質(zhì)量問題引起的嚴(yán)重和危急缺陷率均有明顯下降。

4　結(jié)束語

通過對高壓戶外式隔離開關(guān)危急缺陷原因分析，提出了完善化改造的具體模式，改造實(shí)例及結(jié)果表明，完善化改造是提高設(shè)備質(zhì)量、降低設(shè)備缺陷及故障率，提升供電可靠性和供電企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平的重要手段。

［1］ 祖秉妊，陳 亮，王偉華.高壓隔離開關(guān)的故障分析及處理措施［J］.電氣時(shí)代，2010（8）：90.

［2］ 盛明學(xué).高壓隔離開關(guān)常見故障原因分析與處理［J］.安徽電力，2010（2）：12-15.

［3］ 沈耀宏.淺談隔離開關(guān)熱故障及防控措施［J］.科技信息，2010（25）：16.

本文責(zé)任編輯：羅曉曉

Defect Analysis and Perfectine Reformation of High Voltage Out-door Disconnectors

Han Lei，Lu Aibin，Ji Yiyi
（State Grid Hubei Electric Power Company Technical Training Center，Wuhan 430079，China）

Taking the high voltage disconnecting switches as the research object，through the analysis of the serious defects reasons，aduances three kinds of patterns for the perfective reformation，and proves that the perfective reformation of the disconnecting switch is an important measure to eliminate the potential hazard of equipment，to enhance operation reliability and to ensure the power grid safe operation combined with practical example.

disconnecting switch；defect；perfective reformation

TM564.1

B

1001-9898（2016）02-0043-02

2015-11-10

韓 磊（1982—），男，工程師，主要從事電氣設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)，輸配電線路施工、運(yùn)行與維護(hù)等方面的教學(xué)和培訓(xùn)工作。