高壓隔離開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)應(yīng)用研究

張遠(yuǎn)鵬 李 博 楊 銳 張銘中 王 瓚

（1.國(guó)網(wǎng)青海省電力公司黃化供電公司,青海 黃南藏族自治州 811300；2.國(guó)網(wǎng)同德縣供電公司,青海 同德 813200）

高壓隔離開(kāi)關(guān)也被稱作刀閘，其工作原理簡(jiǎn)單、操作便捷。作為高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備常用的電力設(shè)備，高壓隔離開(kāi)關(guān)會(huì)影響到變電站的運(yùn)行安全，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)其可靠性有著嚴(yán)格要求。高壓隔離開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)為操作便捷、消耗費(fèi)用少、穩(wěn)定性強(qiáng)，適用于電力行業(yè)在線缺陷去除。

1 闡述高壓隔離開(kāi)關(guān)的相關(guān)內(nèi)容

高壓隔離開(kāi)關(guān)在變電站的電氣系統(tǒng)和發(fā)電廠中使用次數(shù)最多，同時(shí)也是高壓開(kāi)關(guān)的主要電器組成，應(yīng)和高壓斷路器共同使用。高壓隔離開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)包括清洗槍、水冷機(jī)、光纖和激光器，使用全固態(tài)準(zhǔn)連續(xù)激光器能夠滿足高功率、高效率、連續(xù)性的激光輸出。通過(guò)高性能半導(dǎo)體側(cè)泵模塊反射芯片隱患，激光輸出的功率需要大于等于1 000W，高效光纖耦合技術(shù)效率需要大于等于96%，且具有不消耗維護(hù)費(fèi)用、體積小、滿足集成化的特征。光纖選擇傳能光纖，傳輸?shù)哪芰窟^(guò)程有著自我保護(hù)的功能，長(zhǎng)度可在10～15m。選擇使用激光器和光路精密水冷卻機(jī)可以精準(zhǔn)地控制水溫，適時(shí)提高氣溫。

高壓隔離開(kāi)關(guān)的主要功能在于檢修高壓電器、高壓裝置時(shí)，發(fā)揮安全隔離電壓等作用，不可在投入負(fù)荷電流開(kāi)斷、斷路電流、切斷電流時(shí)使用，僅能夠應(yīng)用在小電壺的切換操作中，因此它不具備滅弧功能。根據(jù)安裝地點(diǎn)可知，高壓隔離開(kāi)關(guān)分為屋外和屋內(nèi)。根據(jù)絕緣支柱數(shù)目分為三柱式、雙柱式和單柱式，電壓等級(jí)要按照設(shè)備的情況進(jìn)行選擇。

高壓隔離開(kāi)關(guān)有著分頓間隙，通常能夠?qū)⒏邏弘娫锤糸_(kāi)，確保工作人員在檢修時(shí)的安全，并能夠通斷小電流，但未設(shè)置專案組的滅弧裝置，因此無(wú)法切斷負(fù)荷電源和短路電流。

2 高壓隔離開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)遠(yuǎn)程在線激光消缺裝置

激光具有方向性強(qiáng)和亮度高的優(yōu)勢(shì)，能夠快速將能量集中在狹小的空間內(nèi)。激光清洗過(guò)程本質(zhì)是激光和物質(zhì)共同作用產(chǎn)生化學(xué)效應(yīng)、物理效應(yīng)等。研究人員經(jīng)過(guò)研究得知，污染物附著在物體表面與其結(jié)合產(chǎn)生毛細(xì)作用、靜電力、共價(jià)鍵等，其中最難破壞的當(dāng)屬靜電力、毛細(xì)作用以及范德瓦爾斯力。激光清洗是通過(guò)激光來(lái)破壞物體和污染物間的作用力，保護(hù)物體自身不受損壞。激光清洗通常分為三種：蒸發(fā)、振動(dòng)彈出以及破碎剝離。

（1）破碎剝離，指的是污染物中的細(xì)小離子吸熱膨脹，克服表面吸力，產(chǎn)生碎裂，進(jìn)而脫離物體表面。激光作用時(shí)間短，可在瞬間產(chǎn)生爆炸沖擊力，從而為細(xì)小的離子提供加速脫離提供幫助。（2）蒸發(fā)。因基體和污染物包含的化學(xué)組成存在差異，因此對(duì)激光的吸收有助于兩者產(chǎn)生差異。如果是選擇激光的種類和脈寬合適，則大約有95%的激光會(huì)反射，就能保證機(jī)體不受損壞。污染物吸收90%的激光能量后自身溫度瞬時(shí)上升，所產(chǎn)生的氣體被污染物吸出，從而保護(hù)機(jī)體不被損壞。（3）振動(dòng)彈出。因激光束的脈寬小，在脈沖的反復(fù)變化下會(huì)產(chǎn)生超聲振動(dòng)，在此過(guò)程蒸騰的沖擊波會(huì)振碎粒子。激光遠(yuǎn)程在線消缺裝置可在一定空間、時(shí)間內(nèi)高度集中能量，激光束聚集區(qū)位置出現(xiàn)離子爆，進(jìn)而瞬間剝離污垢。激光遠(yuǎn)程在線消缺裝置的激光束有著較強(qiáng)的方向性，能夠?qū)⒓す馐D(zhuǎn)化為可調(diào)節(jié)、直徑大小不勻的光斑。激光遠(yuǎn)程在線消缺裝置能夠調(diào)節(jié)激光能量的大小，保障污垢和機(jī)體瞬時(shí)分離[1]。

3 高壓隔離開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程在線缺陷

高壓隔離開(kāi)關(guān)在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生缺陷，譬如由于接觸不良產(chǎn)生灰塵污穢，接觸表面形成化合物薄膜，使接觸表面的電阻增加。通過(guò)分析隔離開(kāi)關(guān)自身情況可知，隔離開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)不合理、元件質(zhì)量差、調(diào)整安裝情況不當(dāng)?shù)染鶗?huì)使隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)生缺陷。

3.1 零部件產(chǎn)生銹蝕

高壓隔離開(kāi)關(guān)由于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，受暴風(fēng)雨因素的影響，其零部件會(huì)出現(xiàn)銹蝕。高壓隔離開(kāi)關(guān)的某些配件應(yīng)用的是鍍鋅工藝，在運(yùn)行中由于發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，容易產(chǎn)生嚴(yán)重銹蝕情況。高壓隔離開(kāi)關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)不合理，無(wú)法保證質(zhì)量，功能和性能較差，致使經(jīng)常出現(xiàn)銹蝕。高壓隔離開(kāi)關(guān)出現(xiàn)銹蝕情況，會(huì)降低傳動(dòng)的速度，導(dǎo)致其無(wú)法進(jìn)行工作。

3.2 分合閘不達(dá)標(biāo)，設(shè)備發(fā)熱

高壓隔離開(kāi)關(guān)操作時(shí)，經(jīng)常會(huì)由于分合閘不到位而產(chǎn)生缺陷。由于回路長(zhǎng)時(shí)間處在通電狀態(tài)，分合閘不到位，會(huì)使高壓隔離開(kāi)關(guān)受電流作用，溫度上升，從而產(chǎn)生燒毀情況，甚至?xí)霈F(xiàn)安全事故，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，無(wú)法為人們正常提供用電。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，若燒毀情況嚴(yán)重，高壓隔離開(kāi)關(guān)接觸位置未改變，此時(shí)接觸部位有電流通過(guò)，就容易出現(xiàn)發(fā)熱的情況。如果發(fā)熱情況嚴(yán)重，則會(huì)損壞此部位零件，嚴(yán)重影響到高壓隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行。

3.3 操動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封性能差，接觸點(diǎn)容易受損

目前，高壓隔離開(kāi)關(guān)的工作環(huán)境大多數(shù)是露天的，經(jīng)常會(huì)受到外界因素影響而產(chǎn)生銹蝕。高壓隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)是設(shè)備的動(dòng)力源，若是此機(jī)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕，則會(huì)影響到設(shè)備的正常運(yùn)作。為減少外界環(huán)境影響，在進(jìn)行電力工程建設(shè)時(shí)，需要在密封箱內(nèi)放置高壓隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)。如果密封工藝差，則無(wú)法發(fā)揮出密封箱的作用，如在雨季有進(jìn)水情況，甚至?xí)娣e雨水，導(dǎo)致高壓隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)裝置零部件產(chǎn)生銹蝕，從而促使控制元器件失去絕緣性，產(chǎn)生誤動(dòng)情況，進(jìn)而影響到高壓隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行，接觸點(diǎn)的溫度會(huì)隨著電阻的增加而上升，電阻值越大，則接觸點(diǎn)的溫度上升幅度越大。接觸電阻越大，則接觸的點(diǎn)溫度上升得越高，通入電流一旦超過(guò)額定電流的3/4，則觸頭會(huì)因過(guò)熱而增加接觸電阻，從而增加接觸點(diǎn)溫度，導(dǎo)致觸頭受損[2]。

3.4 瓷瓶斷裂

瓷瓶是高壓隔離開(kāi)關(guān)的重要組成部分，若是出現(xiàn)了斷裂，則無(wú)法支撐高壓隔離開(kāi)關(guān)導(dǎo)電回路，甚至無(wú)法維持高壓隔離開(kāi)關(guān)正常工作。瓷瓶斷裂產(chǎn)生的原因主要有：瓷瓶生產(chǎn)過(guò)程中未嚴(yán)格把控生產(chǎn)工藝，無(wú)法保證瓷瓶質(zhì)量；操作人員因技術(shù)不熟練、專業(yè)能力差，在操作瓷瓶時(shí)力度過(guò)大。

4 高壓隔離開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)策略

根據(jù)高壓隔離開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程在線缺陷可知，發(fā)生缺陷的原因大多數(shù)是由于操作人員的技術(shù)不熟練、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理等，導(dǎo)致高壓隔離開(kāi)關(guān)出現(xiàn)問(wèn)題。因此，需要根據(jù)存在的問(wèn)題采取相應(yīng)的解決措施。

4.1 處理零件腐蝕問(wèn)題

為避免高壓隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，在工程建設(shè)過(guò)程中，需要嚴(yán)格把控高壓隔離開(kāi)關(guān)質(zhì)量，防止高壓隔離開(kāi)關(guān)的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要定期開(kāi)展維護(hù)和檢修高壓隔離開(kāi)關(guān)工作，如果高壓隔離開(kāi)關(guān)銹蝕情況嚴(yán)重，則要及時(shí)更換，防止影響隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行。一些區(qū)域因受氣候影響，空氣濕度大，高壓隔離開(kāi)關(guān)銹蝕速度快，在檢修和維護(hù)高壓隔離開(kāi)關(guān)工作時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整檢修的周期[3]。

4.2 有效解決合閘不到位和設(shè)備發(fā)熱情況

高壓隔離開(kāi)關(guān)經(jīng)常會(huì)在合閘狀態(tài)下出現(xiàn)接觸不良的情況，此種現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)設(shè)備發(fā)熱所導(dǎo)致的。若是發(fā)熱情況嚴(yán)重，則會(huì)引發(fā)安全事故。隔離開(kāi)關(guān)合閘不到位，大多數(shù)是由于調(diào)試過(guò)程不合理、結(jié)構(gòu)檢修不符合標(biāo)準(zhǔn)。操作者在開(kāi)展維修工作時(shí)，要通知專業(yè)人員奔赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維護(hù)檢修，保證設(shè)備能夠分配合理，使回路電阻符合標(biāo)準(zhǔn)。

隔離開(kāi)關(guān)若有發(fā)熱現(xiàn)象出現(xiàn)，一般是觸頭接觸不良，因此在選擇觸頭的類型時(shí)，要按照觸頭的導(dǎo)電性以及強(qiáng)度進(jìn)行選擇。刀閘固定螺栓也應(yīng)選擇防銹的產(chǎn)品，在調(diào)節(jié)觸頭插進(jìn)深度時(shí)，要及時(shí)地開(kāi)展清潔處理工作，確保接觸面無(wú)銹蝕情況出現(xiàn)。觸頭部位的夾緊彈簧使用時(shí)間長(zhǎng)，老化嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致性能降低，夾緊力弱，出現(xiàn)接觸不良的情況。若是動(dòng)觸頭和靜觸頭外表未及時(shí)進(jìn)行清潔，則可能會(huì)增加電阻，產(chǎn)生燒傷。工作人員在維護(hù)過(guò)程要認(rèn)真檢查組件，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備老化時(shí)要立即更換，及時(shí)清理銹蝕部位。

4.3 有效解決操動(dòng)結(jié)構(gòu)密封工藝問(wèn)題

解決高壓隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)密封工藝性差的問(wèn)題，首先，可在操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱外側(cè)設(shè)置密封條，從而增加操動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封性。其次，也可以在操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)安裝檢測(cè)空氣濕度儀和防潮設(shè)備，如果是操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的空氣濕度增加，則要立即開(kāi)啟防潮設(shè)施，從而避免高壓隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)設(shè)置產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。

4.4 解決瓷瓶斷裂問(wèn)題

在采購(gòu)瓷瓶時(shí)，需要嚴(yán)格檢驗(yàn)瓷瓶的性能和質(zhì)量，保證瓷瓶性能和質(zhì)量符合使用標(biāo)準(zhǔn)。在維護(hù)和巡視過(guò)程中，也要重視檢測(cè)瓷瓶的力度。若是在巡視時(shí)，發(fā)現(xiàn)瓷瓶有斷裂或裂縫存在，則要及時(shí)更換瓷瓶。操作時(shí)也要按照操作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，合理把控力度，防止因操作不當(dāng)，導(dǎo)致瓷瓶斷裂[4]。

5 隔離開(kāi)關(guān)在線缺陷消除系統(tǒng)案例

某市發(fā)電廠作為重要的水利樞紐，在防洪、發(fā)電和生態(tài)環(huán)境保護(hù)過(guò)程發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)推動(dòng)著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，對(duì)某市變電站高壓隔離開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行分析。

首先，對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)的類型，通常選擇大于126kV的電壓隔離開(kāi)關(guān)。隔離開(kāi)關(guān)無(wú)須使用單臂折疊形式和內(nèi)置彈簧觸頭形式以及未健全觸頭結(jié)構(gòu)，需要選擇有溫升型試驗(yàn)報(bào)告的。在出廠實(shí)驗(yàn)時(shí)期，若是隔離開(kāi)關(guān)的電壓等級(jí)大于等于252kV，則在出廠前要開(kāi)展全面組裝，調(diào)整相關(guān)部件尺寸，做好標(biāo)記。若是隔離開(kāi)關(guān)的電壓大于等于72.5kV，則在出廠前要開(kāi)展處置壓緊力實(shí)驗(yàn)，同時(shí)為其提供觸指壓緊力合格報(bào)告。

其次，在交接驗(yàn)收時(shí)期檢測(cè)隔離開(kāi)關(guān)觸頭的鍍銀層，確保動(dòng)觸頭和靜觸頭接觸面鍍上銀層，厚度需要超出20μm，硬度需要超出120HV。在安裝新隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，需要測(cè)試導(dǎo)電回路電阻，適當(dāng)開(kāi)展處置壓緊力實(shí)驗(yàn)。同時(shí)比較出廠值、設(shè)計(jì)值以及測(cè)試值，直至測(cè)試值符合標(biāo)準(zhǔn)才能夠運(yùn)行。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，檢測(cè)高壓隔離開(kāi)關(guān)的紅外線情況，尤其需要檢查隔離開(kāi)關(guān)的導(dǎo)電部分設(shè)備接頭。在高溫和重負(fù)荷期間，監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行的溫度情況，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)采取措施，保證隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行操作正確，流程無(wú)誤，防止因用力不當(dāng)，導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)觸頭受損，從而產(chǎn)生接觸不良。

再次，在停電試驗(yàn)時(shí)期，應(yīng)定期及時(shí)開(kāi)展隔離開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)，防止超出檢修周期。在停電實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)要求開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，尤其是要檢查彈簧測(cè)量接觸的電路，及時(shí)更換違規(guī)元件。積極開(kāi)展處置壓緊實(shí)驗(yàn)，保證檢修后的觸頭壓力符合標(biāo)準(zhǔn)，提高檢修質(zhì)量。儲(chǔ)備適當(dāng)?shù)母邏焊綦x開(kāi)關(guān)零件和消除器具，保證高壓隔離開(kāi)關(guān)在線缺陷能夠及時(shí)消除[5]。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高壓隔離開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)能夠及時(shí)使用激光清洗開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭表面的銹蝕，防止隔離開(kāi)關(guān)因熱量過(guò)大產(chǎn)生燒毀事件，從而節(jié)省設(shè)備消耗，維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。高壓隔離開(kāi)關(guān)在電力發(fā)展過(guò)程中有著無(wú)限潛力，能夠減少耗材，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。