GW22A-252型隔離開關(guān)完善化改造分析

董修峰，郭 輝，張春華，徐鐵軍，王 亮

(國(guó)網(wǎng)丹東供電公司，遼寧 丹東 118000)

故障析

GW22A-252型隔離開關(guān)完善化改造分析

董修峰，郭 輝，張春華，徐鐵軍，王 亮

(國(guó)網(wǎng)丹東供電公司，遼寧 丹東 118000)

目前國(guó)內(nèi)變電站戶外母線隔離開關(guān)大量采用單臂垂直伸縮鉗夾式結(jié)構(gòu)，由于設(shè)計(jì)及工藝原因，近年來該型號(hào)隔離開關(guān)在運(yùn)行中上導(dǎo)電管出現(xiàn)的問題尤為突出，以GW22A-252型隔離開關(guān)在運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問題為例進(jìn)行分析，并提出具體改造方案，對(duì)實(shí)施后的方案進(jìn)行了總結(jié)。

隔離開關(guān)；上導(dǎo)電管；故障分析；完善化

國(guó)網(wǎng)丹東供電公司目前有39臺(tái)單臂伸縮鉗夾式結(jié)構(gòu)的GW22A-252型隔離開關(guān)在運(yùn)，隨著運(yùn)行年限的增加，由于隔離開關(guān)上導(dǎo)電管部件問題而引起的分合閘不到位、觸頭過熱、拒分拒合等故障日益增加，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，針對(duì)該型號(hào)隔離開關(guān)在運(yùn)行中所出現(xiàn)的這些問題，配合隔離開關(guān)廠家重點(diǎn)對(duì)該型號(hào)隔離開關(guān)上的上導(dǎo)電部分進(jìn)行了改造，收到了良好的效果。

1 GW22A-252型隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理

GW22A-252型隔離開關(guān)是單柱垂直斷口雙臂折疊式結(jié)構(gòu)，由底座、支柱絕緣子、旋轉(zhuǎn)絕緣子、主刀閘(上導(dǎo)電管裝配和下導(dǎo)電管裝配)、靜觸頭及操作機(jī)構(gòu)等組成，如圖1所示。

操作機(jī)構(gòu)通過接頭、垂直連桿、底座轉(zhuǎn)軸連桿來驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)絕緣子轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)絕緣子與基座的旋轉(zhuǎn)法蘭相連，通過由拐臂、連桿構(gòu)成的四連桿系統(tǒng)改變力的方向，帶動(dòng)下導(dǎo)電管在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)[1]。下導(dǎo)電管與齒輪箱相連，上導(dǎo)電管與彎形鑄鋁拐臂相連，下導(dǎo)電管內(nèi)的齒條與齒輪箱的齒輪可靠嚙合，齒輪通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)拐臂，從而帶動(dòng)上導(dǎo)電管隨下導(dǎo)電管的轉(zhuǎn)動(dòng)做復(fù)合運(yùn)動(dòng)。當(dāng)隔離開關(guān)接近合閘時(shí)，齒輪箱頂端斜面接觸滾輪沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)拉桿運(yùn)動(dòng)，使復(fù)位彈簧被壓縮，觸指平行夾緊靜觸頭導(dǎo)電管，夾緊彈簧被壓縮，保持觸指夾緊靜觸頭導(dǎo)電管適當(dāng)?shù)膲毫?，合閘運(yùn)動(dòng)結(jié)束。分閘操作過程與此相反，上下導(dǎo)電桿折疊，放置于基座上，與靜觸頭間形成清晰可見的垂直斷口，2個(gè)邊相從動(dòng)極通過傳動(dòng)拐臂、連桿與中相主動(dòng)極上的傳動(dòng)拐臂相連，從而使三極同步動(dòng)作[2]。

圖1 GW22A-252型隔離開關(guān)1——旋轉(zhuǎn)絕緣子；2——底座裝配；3——電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)；4——手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)；5——支柱絕緣子；6——下導(dǎo)電管裝配；7——上導(dǎo)電管裝配；8——靜觸頭(管母線或軟母線)

2 上導(dǎo)電管裝配常見故障

2.1 密封罩密封不良

隔離開關(guān)原上導(dǎo)電管頂端觸頭端防水主要靠觸指周圍的密封罩(或保護(hù)罩)，但密封罩的防水效果并不理想，即便在觸指周圍已涂抹防水膠，但經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行操作，密封罩老化破損、防護(hù)性能下降，導(dǎo)致雨水進(jìn)入觸頭內(nèi)，如圖2所示。

(a)密封罩密封不嚴(yán)

(b)密封罩老化圖2 觸頭密封罩防水效果不良

2.2 漏水孔堵塞

上導(dǎo)電管進(jìn)水后，漏水孔堵塞不能有效排水，積水將引起內(nèi)部復(fù)位彈簧和夾緊彈簧銹蝕，甚至失效，如圖3所示。漏水孔堵塞的主要原因是：鑄型或漏水孔位置偏差，排水效果不理想，積水無法完全排出；人為封堵漏水孔，積水無法排出；長(zhǎng)期運(yùn)行在戶外，泥土污垢堵塞漏水孔。

(a)正常漏水孔

(b)漏水口堵塞圖3 上導(dǎo)電管漏水孔

2.3 分合閘異常及觸頭燒損

上導(dǎo)電管內(nèi)部夾緊彈簧和復(fù)位彈簧是隔離開關(guān)的關(guān)鍵傳動(dòng)部件，如圖4所示。上導(dǎo)電管內(nèi)部長(zhǎng)期受潮，使觸指夾緊彈簧和復(fù)位彈簧銹蝕失效，從而出現(xiàn)分合閘不到位、動(dòng)靜觸頭夾緊力不夠等問題，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致觸頭發(fā)熱、燒損，如圖5所示。

圖4 上導(dǎo)電管內(nèi)的夾緊彈簧和復(fù)位彈簧

(a)彈簧銹蝕

(b)觸頭燒損圖5 彈簧銹蝕導(dǎo)致觸頭燒損

3 上導(dǎo)電管改造方案

產(chǎn)生上導(dǎo)電管故障的根本原因是觸頭密封不良所致，因此，GW22A-252型隔離開關(guān)上導(dǎo)電管的改造應(yīng)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用、制造工藝等方面采取相應(yīng)措施，重點(diǎn)解決上導(dǎo)電管觸頭密封問題。

改造后的上導(dǎo)電管采取全密封結(jié)構(gòu)，頂桿材質(zhì)由熱鍍鋅鋼材更改為鋁制，避免了材質(zhì)銹蝕[3]。上管頂部的觸指完全在觸頭座外側(cè)安裝，不再伸入上導(dǎo)電管內(nèi)部，觸指的夾緊彈簧由管內(nèi)移到觸指外側(cè)，采用質(zhì)量好的外壓式不銹鋼彈簧，既防銹又便于檢修、更換及調(diào)整，改造前后觸指夾緊彈簧結(jié)構(gòu)如圖6所示。

(b)改造后圖6 改造前后觸指夾緊彈簧結(jié)構(gòu)對(duì)比

調(diào)節(jié)觸指夾緊力的頂桿在導(dǎo)電管外部，為表面極為光滑的不銹鋼桿，并在導(dǎo)電管觸頭座間安裝有1個(gè)油封，油封與頂桿間有一定的壓縮量，與觸頭座固定后，在圓周接縫處全部采用防水膠密封，可防止雨水進(jìn)入，改造前后上管密封結(jié)構(gòu)如圖7所示。

導(dǎo)電管內(nèi)的復(fù)位彈簧及頂桿等零部件均采用質(zhì)量好的不銹鋼或鋁合金材質(zhì)，可有效避免零部件銹蝕卡滯。內(nèi)頂桿上端采用油封密封，防止雨水進(jìn)入管內(nèi)，避免管內(nèi)復(fù)位彈簧失效和結(jié)冰引起的無法動(dòng)作等問題，內(nèi)頂桿上端油封密封結(jié)構(gòu)如圖8所示。

(a)改造前

(b)改造后圖7 改造前后上管密封結(jié)構(gòu)對(duì)比

圖8 內(nèi)頂桿上端油封密封結(jié)構(gòu)

上導(dǎo)電管完善化改造特點(diǎn)如下。

a.新型頂端油封結(jié)構(gòu)，避免了雨水流入上導(dǎo)電管內(nèi)，有效防止了分閘彈簧(不銹鋼材質(zhì))的銹蝕。

b.合閘彈簧(不銹鋼材質(zhì))由管內(nèi)結(jié)構(gòu)改為外壓式敞開結(jié)構(gòu)，上導(dǎo)電防護(hù)性能加強(qiáng)，觸指夾緊力可靠，有效杜絕觸指發(fā)熱。

c.隔離開關(guān)不需整體吊裝，僅需高空作業(yè)車配合施工更換上管，省時(shí)、省力且更換后調(diào)試簡(jiǎn)單。

d.結(jié)合此次改造，將導(dǎo)電軸節(jié)及底座轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)連接改為固定軟連接，可加大導(dǎo)電通流能力。

4 驗(yàn)收結(jié)果

a.靜觸頭與觸指嚙合位置正確。

b.嚙合可靠，0.02 mm塞尺檢驗(yàn)合格。

c.上導(dǎo)電管與軸節(jié)配合處防水膠涂抹嚴(yán)密。

d.導(dǎo)電回路良好，主回路電阻測(cè)量≤150 μΩ。

e.測(cè)量斷口絕緣距離應(yīng)≥2 550 mm。

f.合閘位置時(shí)，上下導(dǎo)電管成一條直線或略微過位[4]。

g.導(dǎo)電回路連接固件檢查可靠。

h.隔離開關(guān)整體操作輕便，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，合閘不同期≤20 mm。

5 隔離開關(guān)主刀閘整體調(diào)試(不含接地刀閘)

5.1 操作機(jī)構(gòu)分、合閘調(diào)整

手動(dòng)分、合閘操作，操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)轉(zhuǎn)換開關(guān)過死點(diǎn)到達(dá)分、合閘位置時(shí)，保證主刀閘同時(shí)也到達(dá)分、合閘位置。否則松開機(jī)構(gòu)主軸上接頭和夾板的螺栓，輕微變動(dòng)垂直傳動(dòng)桿與機(jī)構(gòu)主軸的相對(duì)位置進(jìn)行微調(diào)。

5.2 主刀閘中相調(diào)整

確認(rèn)主刀閘(含電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、中相底座主刀閘傳動(dòng)拐臂)均處于分閘位置后，先對(duì)中相進(jìn)行手動(dòng)分、合閘操作。

通過1次手動(dòng)操作，使隔離開關(guān)合閘，觀察主刀閘的運(yùn)動(dòng)。如果在垂直面上主刀閘合閘過程，主刀閘接近靜觸頭時(shí)的張開角度相對(duì)靜觸桿的軸線出現(xiàn)未對(duì)齊(靠左或靠右)時(shí)，松開主刀閘與支柱絕緣子、旋轉(zhuǎn)絕緣子的緊固螺栓，利用孔洞的間隔調(diào)正后，重新堅(jiān)固螺栓[5]。如果在垂直平面內(nèi)主刀閘的下臂出現(xiàn)不豎直的情況，松開基座傳動(dòng)連桿的鎖定螺母，再旋轉(zhuǎn)連桿直到下臂豎直后，重新緊固螺母。

5.3 主刀閘三相聯(lián)調(diào)

將三相隔離開關(guān)的主刀閘均置于分閘位置，連接2個(gè)連相主刀閘的水平拉桿，對(duì)三相進(jìn)行手動(dòng)操作，使隔離開關(guān)合閘，觀察主刀閘的運(yùn)動(dòng)。如果2個(gè)邊相主刀閘出現(xiàn)垂直平面內(nèi)下臂不豎直的情況，按照中相主刀閘調(diào)整方法調(diào)整。

當(dāng)機(jī)構(gòu)到達(dá)合閘位置時(shí)，檢查三相主刀閘是否同時(shí)合閘到位，合閘同期性是否滿足要求(≤20 mm)。如不滿足要求，松開水平傳動(dòng)桿與中相水平傳動(dòng)接頭連接的雙頭螺桿上的緊固螺母，對(duì)雙頭螺桿的長(zhǎng)度進(jìn)行微調(diào)。

通過此次完善化改造，提高了GW22A-252型隔離開關(guān)的健康水平.改善了設(shè)備的運(yùn)行狀況。在改造過程中，提高了檢修和維護(hù)管理的水平，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 朱 欽，趙 巖，張艷龍.單柱單臂開啟式隔離開關(guān)故障分析[J].東北電力技術(shù)，2009，30(5)：27-31.

[2] 陸 勤，張 輝.GW22-126型折臂式隔離開關(guān)的異常分析及現(xiàn)場(chǎng)改進(jìn)措施[C].第四屆江蘇省電機(jī)工程青年科技論壇論文集，2009.

[3] 韓 偉，馬慧波.電力系統(tǒng)中隔離開關(guān)的常見故障與檢修[J].電工技術(shù)，2015，36(5)：205.

[4] 高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)：DL/T 593—2006[S].

[5] 于 波，王偉斌，孟 輝.GW16、GW17型隔離開關(guān)運(yùn)行中存在的問題及檢修[J].東北電力技術(shù)，2006，27(11)：32-35.

Transformation and Analysis on GW22A-252 Type Isolating Switch

DONG Xiufeng，GUO Hui，ZHANG Chunhua，XU Tiejun，WANG Liang

(State Grid Dandong Power Electric Supply Company，Dandong，Liaoning 118000，China)

In the domestic substation, outdoor bus isolation switch uses a lot of single arm vertical telescopic clamp type structure, due to the design and technical reasons, the problem of this isolation switch in operation on the guide tube is particularly prominent in recent years. This paper lists some of the main problems in the operation of the GW22A-252 type isolation switch, the specific improvement of the reform program is put forward, implementation scheme is analyzed and summarized.

isolation switch; guide tube; fault analysis; ferfection

TM564.1

A

1004-7913(2017)01-0028-04

董修峰(1973)，男，學(xué)士，高級(jí)工程師，從事變電檢修管理工作。

2016-11-10)