GW16A-252DW型隔離開關拒動故障原因分析及處理

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(國網(wǎng)樂山供電公司，四川 樂山 614000)

0 引 言

GWl6A-252DW型單柱垂直斷口隔離開 關 是供220 kV高壓線路在無載流情況下進行切換，針對被檢修的高壓母線及其他電氣設備與帶電線路進行電氣隔離的三極戶外高壓電器，也具有載流能力大、占地面積小等特點[1]，因此大量GW16A-252DW隔離開關被應用于220 kV變電站母線側。

該公司(樂山供電公司)GWl6A-252DW主要與母線連接，針對其多次出現(xiàn)拒動現(xiàn)象，結合GWl6A-252DW結構，通過對其解體分析，發(fā)現(xiàn)多處銹蝕、卡澀，在詳細闡述該隔離開關的結構和制作工藝不足的基礎上，提出了相應的解決方案，以便減少該現(xiàn)象的繼續(xù)發(fā)生，保證GWl6A-252DW隔離開關在公司電網(wǎng)中安全穩(wěn)定運行。

1 情況概述

220 kV某變電站始建于2005年，2006年設備相繼投入運行，目前投入該站運行的220 kV GW16A-252W隔離開關24臺，多次出現(xiàn)合閘或分閘拒動的現(xiàn)象。

2012年6月11日220 kV天沫二線2652隔離開關出現(xiàn)主刀B相與A、C兩相合閘不一致情況，B相合閘位置明顯滯后于A、C兩相。

2012年6月12日，220 kV某站操作人員進行倒母操作，在合220 kV母聯(lián)2131隔離開關時，出現(xiàn)主刀B相動觸頭卡澀、拒分的情況，被迫將其合閘，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)三相不同期，合不到位并出現(xiàn)卡澀的情況。

2 GWl6A-252DW型隔離開關結構

隔離開關主閘刀結構見圖1，運動過程由兩部分運動復合而成，即折疊運動和夾緊運動[2]。

1)折疊運動：由機構驅動旋轉瓷瓶作水平轉動，與旋轉瓷瓶相連的一對傘齒輪帶動平面雙四連桿運動，從而使下導電管順時針轉動合閘，逆時針轉動分閘，由于調(diào)整螺桿裝配與下導電管的鉸接點不同，從而使與調(diào)整螺桿上端鉸接的操作桿相對于下導電管作軸向位移，而操作桿上端與齒條固連，這樣齒條的移動便推動齒輪轉動，從而使齒軸固連的上導電管相對于下導電管作伸直(合閘)或折疊(分閘)運動。

2)夾緊運動：隔離開關由分閘位置向合閘方向運動的過程中，并在接近合閘位置(快要伸直)時，滾輪開始與齒輪箱上的斜面接觸，并沿著斜面繼續(xù)運動。于是，與滾輪相聯(lián)的頂桿便克服復位彈簧的反作用力前推移，同時動觸頭座內(nèi)的對稱式滑塊增力機構把頂桿的推移運動轉換成觸指的相對鉗夾運動。當靜觸桿被夾住后，滾輪繼續(xù)沿斜面上移3～5 m，直至完全合閘，此時夾緊彈簧的力已作用在頂桿上，分閘反之。

圖1 GW16A-252DW型隔離開關結構

3 原因分析

3.1 停電后解體檢查

針對母聯(lián)2131隔離開關的卡澀、拒動的現(xiàn)象，停電后將本隔離開關上導電臂拆下進行解體。上導電臂主要由夾緊彈簧、復位彈簧、軸套、夾緊滾輪、動觸頭、頂桿等組成。解體后發(fā)現(xiàn)觸指座內(nèi)有水分積存并有積塵，彈簧、軸套大面積銹蝕，其中復位彈簧由于受彈簧壓緊力的作用導致其斷裂，如圖2、3所示。

圖2 銹蝕的軸套

3.2 原因分析

針對本隔離開關出現(xiàn)的問題，現(xiàn)做如下分析。

1)GW16A-252W 隔離開關為單柱垂直斷口式結構，是湖南長高高壓開關集團股份公司產(chǎn)品。因其2008年以前產(chǎn)品動觸頭橡膠頂蓋防護不好，動觸頭座也沒有排水孔，因此導致動觸頭與橡膠頂蓋結合處密封性能很不好，容易進水并且沒有排水孔，如圖4所示。

圖3 斷裂的復位彈簧

圖4 防水蓋沒有涂密封膠

2)大量水分進入上導電管內(nèi)，于是在軸套、彈簧周圍容易形成一層酸性水膜，在水膜的作用下發(fā)生電化學腐蝕，如圖5所示，鐵極容易被氧化失去電子，水分 子 反 應 生 成 OH-，而Fe2+與OH-生 成

Fe(OH)2，其中氫氧化亞鐵非常不穩(wěn)定，容易與水分子和氧氣反應生成Fe2O3·xH2O即鐵銹。

圖5 鐵銹生成的原理

3)當隔離開關在合閘位置時，觸指在夾緊狀態(tài)，分閘時在復位彈簧的作用下頂桿帶動觸指張開，已經(jīng)斷裂的復位彈簧由于失去能量，不能復位，導致動觸指不能張開，因此出現(xiàn)了拒分現(xiàn)象。另由于夾緊彈簧已經(jīng)銹蝕，復位彈簧的斷裂，導致動觸頭在合閘操作時頂桿推力不夠，動觸頭無法夾緊，造成拒合。

4)由于實行狀態(tài)檢修，其中隔離開關投運1年首檢后就沒有檢修，隔離開關因長期沒有檢修，造成彈簧、頂桿、軸套無潤滑油覆蓋并銹蝕，最終造成操作卡澀、拒動的現(xiàn)象。

5)由于長期沒有進行倒母操作，隔離開關傳動部分沒有有效運動，傳動部分因長期不操作造成積污、銹蝕和卡澀，最終出現(xiàn)操作卡澀、分閘、合閘拒動的現(xiàn)象。

6)本系列的GW16A型隔離開關由于在連接軸內(nèi)滲入水分，造成齒輪和齒條銹蝕，導致隔離開關分合閘不到位、卡澀、不同期等現(xiàn)象。

4 預防措施

為了防止公司同系列GW16A型隔離開關發(fā)生同類型問題，建議采取以下預防措施。

1) 針對防水功能差的原因，對防水罩與觸指接觸部分、螺栓連接處、頂桿滾輪防水罩部分涂抹防水膠，并在觸指座挖開兩個排水孔，這樣水分在受熱后變成水蒸氣從排水孔排出。

2)從銹蝕的原理角度，主要是控制或避免鐵發(fā)生電化學反應：①保持導電管內(nèi)干燥；②對彈簧表面涂抹二硫化鉬鋰基潤滑脂；③將復位彈簧的軸套更換成鍍鋅的材質(zhì)。

3) 檢查復位彈簧和夾緊彈簧的時候，務必測量彈簧自由松弛時候的長度，應符合廠家要求，以防彈力不足，導致分合不到位。

4)加強對GW16A型隔離開關紅外測溫，防止彈簧彈力不足，在狀態(tài)檢修制定計劃時，建議對此類型隔離開關不宜延長檢修周期，按時進行檢修。

5)重點檢查連接軸滾輪的接觸是否緊密，滾輪是否磨損，上導電管頂桿露出部分距離是否合適，因為這將決定最終觸指的夾緊度。

6)檢修本類型隔離開關時，應手動進行分合，確認無卡澀再做電動分合5次，確保分合到位并且同期合格，檢修過程中重點檢查傳動部分是否靈活，密封部分是否失效。

7)由于本類型隔離開關下導電管無法做到全密封，或多或少會有水分滲入下導電管內(nèi)腐蝕拉桿和平衡彈簧，因此檢修時應重點關注下導電管作操作是否卡澀、靈活，若出現(xiàn)問題，應及時進行解體處理。

5 結 論

通過對該類型隔離開關的大修及解體檢查，發(fā)現(xiàn)不少問題是在運行中不能及時發(fā)現(xiàn)的，如導彈簧銹蝕斷裂、頂桿銹蝕、轉動部分卡澀等，這些缺陷都非常容易惡化，造成嚴重故障。隔離開關機械回路的防塵、防雨能力較差，極易引發(fā)機械故障。為防止此類高壓隔離開關發(fā)生故障，保證安全運行，要在日常巡視操作中注意觀察其狀況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，避免缺陷惡化造成故障。應根據(jù)隔離開關運行環(huán)境具體運行狀況，確定其解體大修年限及小修維護檢查項目。只有把握好隔離開關檢修維護的關鍵問題，才能使隔離開關設備的安全運行得到保障。

[1] 朱勇,王雁飛,馬慶君.GWl6-252隔離開關拐臂發(fā)熱原因分析及處理方案[J].中國電力教育,2008(s1):166-167.

[2] 孫亞輝. GWl6型隔離開關的改造原因分析[J].華中電力，2011,24(6):21-22.

[3] 柳舜水，金勇.高壓隔離開關接觸電阻超標原因分析及改造[J].內(nèi)蒙古電力技術,2012,30(2):86-88.

[4] 肖輝,吳興斌，曾祥君.GWl6/17型隔離開關在運行中出現(xiàn)的問題及解決方案[J].長沙理工學報:自然科學版，2005，20(3)：18-19.

[5] 孟輝,李杰。GW16、GW17型隔離開關缺陷處理[J].東北電力技術,2006(3):30-32,33.