110kV隔離開關(guān)觸頭應(yīng)急潤(rùn)滑裝置的研制和應(yīng)用

鄭躍斌+陳振昕+楊濟(jì)溦

摘 要：隔離開關(guān)，是在電路中起隔離作用的，它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是由于使用量大，工作可靠性要求較高。受環(huán)境等因素影響，隔離開關(guān)觸頭容易發(fā)生生銹或卡澀現(xiàn)象，造成觸頭發(fā)熱或影響正常操作，這些都對(duì)設(shè)備安全存在很大的隱患，所以本文討論了一種用于110kV隔離開關(guān)觸頭的應(yīng)急潤(rùn)滑裝置的實(shí)現(xiàn)方式，旨在為變電運(yùn)行人員提供一個(gè)便捷的工具，在設(shè)備無須停電的情況下，對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑除銹，保障設(shè)備安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：隔離開關(guān)；生銹；潤(rùn)滑

中圖分類號(hào)：TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.概述

操作設(shè)備或線路停復(fù)電是變電運(yùn)行工作中最重要的組成部分。近幾年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，居民用電量急劇上升，特別是工業(yè)用電，為了更好地保障居民用電，對(duì)變電設(shè)備的安全運(yùn)行要求也隨之更高，除了在變電運(yùn)行日常工作中需要加強(qiáng)巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并消缺外，還必須每年對(duì)設(shè)備進(jìn)行定檢維護(hù)，確保電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。在高壓電氣設(shè)備消缺和定檢維護(hù)時(shí)，需要將電氣設(shè)備轉(zhuǎn)檢修，這時(shí)運(yùn)行人員需要將檢修的設(shè)備或線路與電源用一個(gè)明顯斷開點(diǎn)隔開，以保證檢修人員和設(shè)備的安全，而隔離開關(guān)的作用就是斷開無負(fù)荷電流的電路，使所檢修的設(shè)備與電源形成明顯的斷開點(diǎn)，所以隔離開關(guān)在停復(fù)電操作中有著極為重要的作用。

2.目的和意義

操作設(shè)備或線路停復(fù)電都需要操作隔離開關(guān)來形成明顯的斷開點(diǎn)，將檢修的設(shè)備或線路與電源隔離開，以保障檢修人員和設(shè)備的安全，但由于南方空氣較為潮濕，天氣又變化多端，室外隔離開關(guān)觸頭以及一些機(jī)械傳動(dòng)部分等容易受環(huán)境等因素影響而發(fā)生生銹或卡澀現(xiàn)象，造成觸頭發(fā)熱或影響正常操作，這些都對(duì)設(shè)備安全存在很大的隱患。以往我們?cè)谘惨曋邪l(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)觸頭生銹發(fā)熱時(shí)，只能通過加強(qiáng)關(guān)注，待發(fā)現(xiàn)其發(fā)熱溫度達(dá)到缺陷標(biāo)準(zhǔn)再上報(bào)缺陷，待專業(yè)班組到站進(jìn)行停電檢修維護(hù)。但專業(yè)班組通常工作比較多、人手不太夠，待其到站進(jìn)行消缺耗時(shí)較長(zhǎng)，而這段時(shí)間就只能通過運(yùn)行人員加強(qiáng)巡視來關(guān)注，對(duì)設(shè)備、電網(wǎng)的安全運(yùn)行仍存在很大安全隱患，甚至有可能使隱患范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，造成更大的損失。

出于改善以上現(xiàn)狀的考慮，我們按照“運(yùn)行參與檢修”的理念，提出設(shè)計(jì)一款應(yīng)用于110kV隔離開關(guān)觸頭的應(yīng)急潤(rùn)滑裝置（以下稱“應(yīng)急潤(rùn)滑裝置”）的想法。在我們局，110kV電壓等級(jí)的變電站是最多的，也都是屬于無人值班站，假如發(fā)現(xiàn)該站內(nèi)隔離開關(guān)觸頭生銹或?qū)е掳l(fā)熱，因地理位置、人手等原因，在專業(yè)班組到站維護(hù)之前，運(yùn)行人員無法隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)關(guān)注，這就有可能使隱患進(jìn)一步擴(kuò)大，所以我們的提議首先是基于110kV電壓等級(jí)的。應(yīng)急潤(rùn)滑裝置，讓我們運(yùn)行人員在巡視發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)觸頭生銹卡澀時(shí)，無須設(shè)備停電即可潤(rùn)滑維護(hù)，及時(shí)消除隱患，避免隱患進(jìn)一步擴(kuò)大，保障設(shè)備、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也可減少專業(yè)班組人力物力的投入，大大提高工作效率，也能保證現(xiàn)場(chǎng)操作人員的人身安全。

3.設(shè)計(jì)思路

對(duì)于應(yīng)急潤(rùn)滑裝置，我們希望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是：無須設(shè)備停電即可維護(hù)，操作簡(jiǎn)便。經(jīng)過討論研究，我們對(duì)應(yīng)急潤(rùn)滑裝置提出一個(gè)初步設(shè)想：以相應(yīng)電壓等級(jí)的絕緣桿作為支撐架，在絕緣桿頂端安裝一個(gè)用絕緣材料設(shè)計(jì)制作成的支撐盒子，在盒內(nèi)放置有控制裝置和防銹潤(rùn)滑劑，將放置有潤(rùn)滑劑的絕緣盒子噴口對(duì)準(zhǔn)隔離開關(guān)觸頭的生銹部位，同時(shí)用遙控器對(duì)控制裝置進(jìn)行遠(yuǎn)控，使其壓住潤(rùn)滑劑的噴嘴，噴出潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑。其中，對(duì)于控制裝置的選擇設(shè)計(jì)是其中的一個(gè)難點(diǎn)，剛開始大家提出了兩個(gè)方案，一個(gè)是使用氣壓裝置，另外一個(gè)是使用推拉式電磁鐵裝置，經(jīng)過討論和分析對(duì)比，相對(duì)于氣壓裝置，推拉式電磁鐵裝置的力度較大，能使?jié)櫥瑒﹪姵龅纳涑梯^遠(yuǎn)，而且具有控制方便、壽命較長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，故將推拉式電磁鐵裝置確定為最終的實(shí)現(xiàn)方案。

4.可行性分析

我們從設(shè)想中組成應(yīng)急潤(rùn)滑裝置的各個(gè)部分來進(jìn)行可行性探討。首先是絕緣桿，現(xiàn)有絕緣桿經(jīng)過多年使用驗(yàn)證，其絕緣水平足夠滿足應(yīng)急潤(rùn)滑裝置的要求；接著是控制裝置部分，推拉式電磁鐵通電后的吸力有60N，能夠滿足按壓潤(rùn)滑劑的需求，但因其推拉行程只有10mm，比較短，所以我們可采用杠桿原理，設(shè)定一個(gè)合理的支點(diǎn)，用壓桿來轉(zhuǎn)換，以滿足按壓潤(rùn)滑劑的需求，所以只要設(shè)計(jì)合理，這個(gè)是可以實(shí)現(xiàn)的，而推拉式電磁鐵只要通電就會(huì)動(dòng)作，加之設(shè)備帶電運(yùn)行，我們無法近距離操作，需要在底下遠(yuǎn)程控制，所以我們可以在控制裝置中的推拉式電磁鐵和電源之間串入一個(gè)遙控觸點(diǎn)，通過遙控器控制該觸點(diǎn)的分合，從而對(duì)推拉式電磁鐵進(jìn)行控制；最后是需要設(shè)計(jì)一個(gè)可以將控制裝置和潤(rùn)滑劑等組合在一起的金屬固件和絕緣外殼，對(duì)于金屬固件，就目前的普遍的金屬加工工藝而言，這個(gè)可以在我們選定以上部件后，根據(jù)實(shí)際部件尺寸，設(shè)計(jì)出合理的連接結(jié)構(gòu)，就可以將潤(rùn)滑劑和控制裝置組合固定在一起，然后再用塑料等絕緣材料設(shè)計(jì)制作出一個(gè)可以將固定在一起的潤(rùn)滑劑和控制裝置包裝起來的外殼，從而滿足該裝置的需求，這個(gè)也不難。綜上所述，應(yīng)急潤(rùn)滑裝置的初步設(shè)想，就目前的技術(shù)水平來說，是能夠順利實(shí)現(xiàn)的。

5.各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)

經(jīng)過設(shè)計(jì)研究和制作，我們研制成功應(yīng)急潤(rùn)滑裝置各部分的主要技術(shù)指標(biāo)如下：（1）絕緣桿。本潤(rùn)滑裝置采用適合電壓等級(jí)的絕緣桿來作為支撐架，絕緣桿采用高強(qiáng)度玻璃纖維制造，長(zhǎng)度可根據(jù)使用需求伸縮調(diào)節(jié)，且出廠時(shí)均通過相應(yīng)測(cè)試電壓的測(cè)試，具有良好的絕緣性能。其桿頂端裝設(shè)有高強(qiáng)度鋁合金萬用接頭，可牢固連接各種功能的金屬工具頭，使用擴(kuò)展性強(qiáng)。（2）控制裝置：①推拉式電磁鐵。推拉式電磁鐵是根據(jù)電磁原理，利用電源電流使電磁鐵的磁線圈產(chǎn)生磁力，再通過彈簧形成一個(gè)可以推、拉的動(dòng)作，就像活塞一樣運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過對(duì)比選擇，本裝置采用了清市磯法電氣公司生產(chǎn)的型號(hào)為JF-1250B的推拉式電磁鐵，其溫度特性和吸力特性比較滿足本裝置需求，具體的參數(shù)如下：電壓：12VDC；電流：360mA；行程：10mm；吸力：60N。②電源。根據(jù)推拉式電磁鐵的電源電壓參數(shù)，本控制裝置采用12V可充電電池向電磁鐵供電，可反復(fù)充電，使用方便。③遙控開關(guān)。本裝置在電源和電磁鐵中間串入一個(gè)12V單路無線接收器，設(shè)置為常開型，工作方式為點(diǎn)動(dòng)，用無線遙控器來控制接收器中繼電器觸點(diǎn)的閉合，實(shí)現(xiàn)電磁鐵的推拉遠(yuǎn)控，使?jié)櫥瑒﹪姵觥＿b控開關(guān)具有配套簡(jiǎn)單、遙控距離長(zhǎng)、使用安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。（3）組合金屬固件。根據(jù)應(yīng)急潤(rùn)滑裝置的各部件的尺寸及組裝要求，我們使用AutoCAD合理設(shè)計(jì)出幾部分金屬固件，并用車床加工，將潤(rùn)滑劑及控制系統(tǒng)部分組裝在一起，形成一個(gè)整體，如圖1所示。（4）絕緣外殼。根據(jù)使用金屬固件組裝在一起的裝置，合理設(shè)計(jì)加工出一個(gè)使用塑料等絕緣材料制作成的外殼將其包裝起來，一方面美觀，另一方面可絕緣和防水。

6.應(yīng)用效果

該應(yīng)急潤(rùn)滑裝置已成功研制，并在500kV韓江變電站進(jìn)行了應(yīng)用，效果良好，如在一次巡視過程中發(fā)現(xiàn)3393刀閘觸頭生銹，使用該裝置成功在短時(shí)內(nèi)清除了刀閘觸頭的銹蝕，避免觸頭因銹蝕產(chǎn)生的發(fā)熱及以后該隔離開關(guān)操作中出現(xiàn)卡澀等情況發(fā)生。

本裝置研制成功后將進(jìn)一步推廣延伸至電壓等級(jí)更高的領(lǐng)域，如220kV隔離刀閘觸頭及傳動(dòng)部分，由檢修人員在定期維護(hù)中進(jìn)行潤(rùn)滑操作，減少隔離開關(guān)因機(jī)構(gòu)銹蝕卡澀導(dǎo)致操作受阻的情況發(fā)生，提高設(shè)備安全性，同時(shí)定期地進(jìn)行隔離開關(guān)觸頭潤(rùn)滑可以提高倒閘操作順暢性，使拉合刀閘更易于操作，提高操作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]郭鳳儀，李靖.電器學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.