高壓隔離開關遙控多功能檢修裝置的研制與開發

摘要：通過對變電站不同接觸方式的高壓隔離開關進行研究分析，設計了一種高壓隔離開關遙控多功能檢修裝置。該裝置能夠在地面遙控，操作方便，檢修試驗可靠到位，從而可以保證人身、設備安全，提高檢修工作效率。

關鍵詞：高壓隔離開關；遙控；多功能；檢修裝置

作者簡介：莊建煌（1974-），男，福建莆田人，福建省電力有限公司莆田電業局，高級工程師，高級技師。（福建 莆田 351100）王銳鳳（1981-），女，福建泉州人，福建省電力有限公司泉州電力技能研究院，講師。（福建 泉州 362021）

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0220-03

高壓隔離開關遙控多功能檢修裝置主要是由遙控多功能試驗裝置及遙控打磨裝置組成。試驗裝置可適合不同隔離開關的接入口方式，通過高強度絕緣管延長裝置可直接在地面操作，裝置由電池供電，免去煩瑣的接線；同時，工作人員可在地面通過無線的方式控制，既提高了工作效率又保障了工作人員的安全。該試驗裝置可以除去接觸面表面的污漬，同時接觸之間牢靠，試驗數據準確。而打磨裝置主部件以0°～180°可旋轉方式安裝，方便不同方式隔離開關的打磨清掃；只需將多功試驗裝置換下，通過高強度絕緣管及遙控器，檢修人員可無線控制打磨裝置，實現對高壓隔離開關接觸面進行清掃及打磨，檢修到位，高低壓隔離安全方便。此裝置也可以運用在其他的高壓設備中，如高壓斷路器、互感器、阻波器、避雷器等。

一、操作桿的設計和選用

1.操作桿桿體設計

（1）由于需要地面操作，所以桿要求重量輕、體積小，因此采用高強度絕緣空心管，直徑Φ50mm。

（2）桿的連接可取1.0米為單位的絕緣空心管，截取若干根，在桿與桿的端口上安裝連接裝置，也可以通過大管套小管的方式進行伸縮。由于將管分成幾段，需要的時候將管連接起來，不需要的時候旋下來，收到儀器箱里面，便于攜帶。如圖1所示。

（3）將檢修裝置安裝在絕緣桿的一端，操作時根據設備實際高度的情況，改變桿的長度，通過桿將檢修裝置夾到需要檢測的隔離開關上，或需要打磨的觸頭上。

2.操作桿桿頭設計

為了使檢修裝置便于靈活操作，且適應不同角度和不同接入點，在安裝檢修裝置的絕緣管上加工一個凹狀連接頭，將檢修裝置安裝在凹狀的接頭上，中間通過中軸連接，調節中軸將檢修裝置固定在管上，檢修裝置可以繞著中軸在凹狀的接頭上作180度的旋轉，滿足不同角度的測試接點。如圖2所示。

二、試驗裝置的設計分析

1.除垢裝置的設計分析

（1）不同的隔離開關接入口的方式不一樣，有橫的、豎的、圓的、扁的，大的、小的（如110kV、220kV、500kV）。為了讓試驗裝置可靠作用在試品上，使試驗出來的數值真實可靠。由于隔離開關暴露在戶外，表面會形成一層氧化膜，或積累塵埃，而這些都將影響到試驗的真實性，如何排除這些影響試驗結果的因素是需要解決的，也是難點。

（2）為了使試驗裝置有良好的接觸，使試驗數據可靠，因此在裝置中設計安裝一排細鋸齒排，齒排做成活動方式，通過微型電機帶動鋸齒排來回運動將表層氧化膜或油漆除去。而微型電機通過大容量鋰電池供電，主要考慮到鋰電池質量輕、容量大，這樣能夠減輕整個裝置的重量。鋰電池安裝在連接裝置的絕緣桿頭上，并安裝無線接收模塊，工作人員通過手持遙控器來控制電機的動作，這樣就無需外接電源，免去煩瑣的拉電接線問題，提高工作效率，也方便操作和攜帶。通過細鋸齒排的來回運動，除去表面污垢，試驗裝置就能可靠接觸在金屬導電體上，測試線接在試驗裝置上，這樣就能真實的測試出隔離開關接觸情況。如圖3所示。

2.夾緊裝置的設計分析

夾緊裝置的設計是為了使試驗裝置牢靠地固定在接入口，將試驗裝置的上夾唇做成固定形式，而把下夾唇做成活節（如圖4），在下夾唇焊接螺桿，螺桿上旋上帶有齒輪的螺母，在試驗裝置的主干上裝上一個微型馬達，馬達上裝有齒輪，通過控制馬達的正向反向運動來調節下夾具的松緊。此過程也是通過無線遙控的方式完成，檢修人員通過手持無線遙控器來控制。如圖4所示。

三、打磨裝置的設計分析

打磨裝置設計（如圖5），在裝置上安裝微型電機，電機用鋰電池供電，并在裝置上安裝無線接收裝置，用于控制電機的運轉與停止，并針對不同的觸頭設計不同規格的打磨輪。根據開口方式更換不同的打磨輪，檢修人員將換好的打磨裝置，伸到需要打磨的觸頭后，通過手持無線遙控，開啟打磨，主部件以0°～180°可旋轉方式安裝，方便不同安裝方式隔離開關的打磨清掃。根據觸頭表面材質和形狀的不同，配有不同材質、不同規格的打磨頭，包括0號砂紙、羊絨打磨頭、尼絨打磨頭、百葉輪0號砂紙、棉布等打磨頭。如圖5所示。

四、檢修裝置成果介紹

1.檢修裝置的工作原理

高壓隔離開關遙控多功能檢修裝置是針對高壓隔離開關高空檢修、試驗難、效率低等問題，用于方便高壓隔離開關的打磨及高壓開關回路電阻測試的裝置。針對不同型號的開關采用不同的打磨頭，通過無線的方式控制電機的運轉，從而對高壓隔離開關進行打磨。同時對不同型號的開關測試接口可更換裝置，通過唇口上的小鋸齒來回運動進行表層污垢的清除；位于底部的電機旋轉帶動絲桿旋轉，下夾唇沿著導軌上升，在測試接口夾緊，然后操作人員可對高壓隔離開關進行接觸電阻的測試。如圖6所示。

2.檢修裝置達到的主要技術指標

操作桿的耐壓程度；夾子的結構；微型電機的結構和安裝方式；夾口的松緊度的控制；去除表面氧化膜或污漬的結構；打磨輪材質、磨具的設計；工作電壓：DC；環境溫度：-30℃～+70℃；相對濕度：≤90%；操作方式：遙控按鍵 ；每節長度：1000mm；重量：10kg。

3.檢修裝置系統組成

系統由絕緣桿、轉接頭、打磨頭夾具、打磨頭、減速電機、鋰電池、無線接收器、微電腦處理器、遙控器、導軌組成。打磨裝置如圖7所示；試驗裝置如圖8所示；整體產品如圖9所示。

4.技術評價

研制的高壓隔離開關遙控多功能檢修裝置采用高強度絕緣管多段連接、多功能遙控試驗及全工位打磨技術，能夠解決多型號隔離開關導電回路污穢問題，同時適用于高壓斷路器等其他高壓設備。

該裝置克服了變電站檢修通道、停電范圍、安全距離等限制，尤其適用于高空作業車輛或檢修平臺無法達到檢修位置的場合，能有效降低一次設備檢修高空作業風險及作業人員的勞動強度，提高工作效率。

經科學技術部西南信息中心查新中心（國家一級科技查新咨詢單位）查證表明，該高壓隔離開關遙控多功能檢修裝置在國內還未見相同的報道。因此屬于國內首創，達到國內先進水平。

五、影響及預期前景

1.經濟效益

目前，本裝置在填補國內市場的一項空白，從工作效率及風險成本來看不但提高工作效率，減少高空作業風險，而且又能可靠地試驗，減少設備停電時間。按地市一級供電企業計算，一次減少停電時間為5小時，一年按100次計算，一年至少多供電量300多萬度，極大地滿足了地區社會工農業和居民的正常用電需求。按每千瓦時產生5元的產值來估算，為社會平均每年多增加工業產值約1500萬元。投入人力、物力（高空作業車）一次若按節資5000元，按地市一級供電企業一年檢修工作量計算為100次，可節資50萬元。

2.社會效益

采用本項目成果后不但提高了工作效率，縮短設備停電時間，而且免去攀爬高空作業的危險，通過遙控接觸面除污漬又能確保試驗的準確性，從而作出準確的判斷，大大提升檢修的安全性、精確性、可靠性，提高工作效率，保障工作人員的安全，降低安全風險，為經濟建設的高速發展和構建和諧社會提供有力支撐。

六、現場應用效果介紹

2012年10月16日在變電檢修基地110kV GW16-126型和220kV S3C型刀閘進行現場測試，采用百葉輪0號砂紙磨具打磨處理，并進行刀閘接觸電阻測試。打磨后磨具沒有出現大的消耗，百葉輪0號砂紙磨具上沾染部分灰塵，可以清除。檢查被處理觸頭表面灰塵及附著物清除干凈，觸頭表面鍍銀層沒有任何損傷。接觸電阻測試結果見表1。（試驗日期2012年；環境溫度33℃；濕度30%）

七、結束語

研制的高壓隔離開關遙控多功能檢修裝置設計合理、技術先進，能夠消除受變電站檢修通道、停電范圍、安全距離的限制，高空作業車或檢修升降平臺有時不能到達檢修位置。該裝置可提高工作效率，減少高空作業風險，又能可靠地檢修、試驗，減少設備停電時間，延長檢修周期，確保設備使用壽命。本項目核心技術已取得國家專利授權，關鍵技術達到國內領先水平。

參考文獻：

[1]DL/T596-1996 電力設備預防性試驗規程[S].

[2]DL/T486-1996 交流高壓隔離開關和接地開關訂貨技術條件[S].

[3]雷玉貴.變電檢修[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[4]尚振球.高壓電器[M].西安：西安交通大學出版社，1986.

（責任編輯：王祝萍）