西門子10kV 3AE 型斷路器機構面板改進

李 飛 崔子恒 彭宇豐 王志英 陳肖欽 王永豪

(廣東電網(wǎng)有限責任公司云浮供電局)

0 引言

上海西門子生產(chǎn)的10kV 3AE 型戶內斷路器在我局XX 變電站大量運用, 其斷路器面板為4 塊塑料材質面板相互拼接組合, 并且面板上設有多個塑料螺絲孔與斷路器機構進行固定, 在日常檢修、維護、調試過程中, 需要拆卸當前面板才能進行, 不僅費時費力, 而且由于斷路器面板本身采用塑料材質制成, 螺絲數(shù)量過多, 長時間使用易老化/脆裂, 造成面板損壞, 易松動, 固定不牢, 嚴重影響設備安全穩(wěn)定運行。因此, 針對該型號斷路器采用金屬材質面板改進勢在必行, 實際改造和運行后, 不僅縮短了檢修時間, 斷路器運行十分良好, 沒有再出現(xiàn)斷路器面板損壞的情況。筆者主要講述了實際工作中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的方法。

1 問題的出現(xiàn)

通過查閱該變電站該型號斷路器歷年來所出現(xiàn)的缺陷, 做了統(tǒng)計(如表1 所示)。筆者發(fā)現(xiàn)斷路器面板的缺陷占比70%, 而操作機構、二次回路缺陷僅占比30%, 且因斷路器面板引起的緊急重大缺陷占比高達一半之多。因此可以明顯看出, 如何提高斷路器面板使用壽命, 已經(jīng)是當務之急, 對提高供電可靠性有著舉足輕重的作用。

表1 3AE 型斷路器缺陷匯總表

2 原因分析

該站10kV 3AE 型斷路器面板與操作機構直接相連, 當斷路器因檢修或調試時, 需要先取下8 顆螺絲, 取下斷路器面板后才能進行。在斷路器動作時,機構和面板之間會有很強的力的傳遞, 所以對面板結構強度要求大, 為了保證結構強度以及防火滿足要求,原斷路器廠家采用ABS 阻燃塑料材質, 通過采用注塑工藝熱成型的方法制成斷路器面板。并且所述面板采用4 塊ABS 塑料材質(如圖1 所示), 它包括直接遮蓋機構的上下2 塊改板和置于左右2 塊側板, 通過倒鉤卡扣組合而成, 并且在斷路器面板設有8 顆螺絲孔與操作機構直接固定連接。斷路器剛投入運行時,塑料面板強度可以滿足斷路器正常運行的震動力度,面板不易損壞, 但是阻燃塑料材質制成的面板本身結構具有易老化、脆裂的屬性, 所以斷路器面板經(jīng)過長時間的使用后, 需要及時評估材料部件的老化狀態(tài),當發(fā)現(xiàn)老化嚴重時, 要在在面板剩余生命周期內及時更換, 以免后期運行出現(xiàn)損壞。由于該站設備投運已達10 多年, 斷路器機構檢修維護時也多次拆裝面板,塑料面板已經(jīng)輕微變形或損壞, 強度不高, 不再耐用, 加之塑料材質已經(jīng)慢慢老化, 不能滿足設備正常運行和檢修調試時的工作結構強度, 所以斷路器面板時不時就發(fā)生脆裂或脫落情況, 出現(xiàn)過多缺陷(如圖2 和圖3 所示), 嚴重影響設備運行。經(jīng)過上述分析, 此變電站10kV 3AE 型斷路器因面板采用塑料材質, 塑料嚴重老化引起面板強度降低, 大大降低了面板使用壽命, 以至于塑料螺孔和面板脆裂、損壞或脫落, 不能與機構形成有效固定防護。因此為及時消除設備運行時隱患, 防止斷路器面板過早損壞不可用,需要及時對該批次斷路器面板進行更換。然而這種分體的斷路器面板在加工時裝配工序多, 安裝繁瑣, 而且需要4 幅模具, 生產(chǎn)成本極高, 每次更換需要很大的成本, 并且需要設備停送電, 即使后期全部更換,也無法對塑料面板使用壽命及時預測, 對供電可靠性帶來極大的挑戰(zhàn), 需重新設計加工一種金屬材質的開關操作面板, 用來保護操作機構內部的電器及機械元件, 以期提高上海西門子10kV 3AE 型戶內真空斷路器運行可靠性。

圖1 原3AE 型斷路器面板

圖2 斷路器面板螺絲孔脆裂

3 改進措施

經(jīng)過多次實地觀察和可行性論證, 放棄使用原塑料面板, 采用2mm 不銹鋼板材折彎和噴漆工藝制作,不易銹蝕, 結構簡單, 只需要一幅模具就能直接成型, 成本低廉, 既簡化了原操作面板的生產(chǎn)和安裝工藝, 而且較原來的塑料面板強度高延長了面板使用壽命, 也確保了斷路器整體美觀性, 提高了斷路器產(chǎn)品的可靠性。同時新的斷路器面板上設有斷路器觀察窗口和控制按鈕孔, 方便操作斷路器和了解斷路器工作狀態(tài), 且只需4 個螺絲來固定, 安裝和拆卸都十分方便, 提高了工作效率, 延長了面板使用壽命。

斷路器面板具體改進實施方法如圖4 所示: 包括底板1 和凸出設置在底板1 中部的操作板11, 操作板11 四周設置有與底板1 連接的連接板6 和7, 連接板6 為一段斜面, 通過斜面與底板1 和操作板11 連接, 操作板11通過連接板7 與底板1 一體成型。底板1 的左側、右側在上下兩端形成安裝孔2, 操作板11 上形成分合閘指示窗口3、儲能指示窗口10、計數(shù)窗口8、分閘按鈕安裝孔4、合閘按鈕安裝孔5 和手動儲能孔9。

圖4 改進后的3AE 型斷路器面板示意

4 效果

西門子10kV 3AE 型斷路器面板采用金屬材質改進制作后, 不易老化, 穩(wěn)定性更高, 不影響斷路器的防護等級并且拆裝方便, 因檢修和調試需要時候, 只需要個取下4 顆螺絲, 就可以拆開面板, 解決了現(xiàn)有斷路器面板螺絲數(shù)量過多, 安裝維修不方便的問題,不僅節(jié)省了成本, 也提高了工作效率, 而且還有效的解決了原面板易老化、松動、密封性差的問題, 目前

圖5 3AE 型斷路器面板改進后效果

5 結束語

此次對西門子10kV 3AE 型斷路器面板的技術改進制作是成功的, 表現(xiàn)在以下幾個方面:

1.開關操作面板一體成型, 簡化了原操作面板的生產(chǎn)和安裝工藝, 結構可靠, 加工方便, 成本低廉, 拆裝方便, 可有效提高現(xiàn)場工作效率;

2.采用金屬材質, 不易損壞, 較原來的塑料面板強度高, 不易老化損壞, 不影響整機防護等級和美觀, 提高了面板使用壽命和斷路器運行可靠性;

3.采用食品級不銹鋼環(huán)保材料, 耐腐蝕, 阻燃性高, 遇火不易燃燒, 不會釋放有毒物質, 對周圍環(huán)境環(huán)保無無害, 保障了設備和人員安全。

綜上所述, 此次改進非常具有實際意義, 并且整個改造過程提供了在實際工作中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的有效方法, 這種方法是值得推廣的。