GW7-252型隔離開(kāi)關(guān)故障分析與改造

金佳敏，潘益?zhèn)?/p>

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司，浙江 溫州 325000）

0 引言

GW7-252型隔離開(kāi)關(guān)為三柱水平旋轉(zhuǎn)式雙斷口高壓交流隔離開(kāi)關(guān)，其靜觸頭在分閘位置時(shí)與中軸成45°，合閘時(shí)動(dòng)觸頭水平旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)靜觸頭旋轉(zhuǎn)入位（以下定義為觸頭轉(zhuǎn)入式），由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，在220kV戶外配電裝置中應(yīng)用十分廣泛。但某制造廠生產(chǎn)的該型隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)品在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)、選材、工藝等方面問(wèn)題，如靜觸頭結(jié)構(gòu)不合理、零部件材質(zhì)不良、傳動(dòng)連桿強(qiáng)度不足等，導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)在操作過(guò)程中頻繁出現(xiàn)合閘不到位、相間水平連桿彎曲斷裂等問(wèn)題，嚴(yán)重影響設(shè)備和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)GW7-252型隔離開(kāi)關(guān)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)該型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)的導(dǎo)電部分、傳動(dòng)部分進(jìn)行了一系列的完善化改造，收到了顯著的效果。通過(guò)此次完善化改造，大大提高了設(shè)備健康水平，對(duì)解決GW7-252型隔離開(kāi)關(guān)在操作中存在的問(wèn)題具有借鑒意義。

1 運(yùn)行情況及故障分析

目前，國(guó)網(wǎng)溫州供電公司投運(yùn)的GW7-252型隔離開(kāi)關(guān)共56臺(tái)，均為2005年前后出廠。該隔離開(kāi)關(guān)在合閘操作中，頻繁發(fā)生合閘不到位、相間水平連桿斷裂等故障，合閘操作成功率較低。2011年9月，在某220kV變電站220kV正母線路復(fù)役操作過(guò)程中，發(fā)生了站內(nèi)10組GW7-252型隔離開(kāi)關(guān)同時(shí)合閘不到位的嚴(yán)重故障。經(jīng)過(guò)對(duì)GW7-252型隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭的解體檢查，分析故障原因如下：

（1）靜觸頭內(nèi)部零部件未按戶外設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，耐腐蝕性能差。軸類零件采用鋼材表面滲鋅工藝，長(zhǎng)期運(yùn)行后銹蝕嚴(yán)重，若銹蝕物落入夾緊彈簧，將影響靜觸頭正常轉(zhuǎn)動(dòng)。因夾緊彈簧、扭力彈簧、固定靜觸指的相關(guān)附件防銹措施不到位，長(zhǎng)期運(yùn)行后已不同程度銹蝕。

（2）隔離開(kāi)關(guān)分閘過(guò)程中，由于靜觸頭帶孔銷銹蝕，夾緊彈簧作用失效，靜觸頭根部和轉(zhuǎn)軸間的摩擦力增加，導(dǎo)致靜觸頭分閘復(fù)歸不到位，再次合閘時(shí)動(dòng)觸頭頂住靜觸頭觸指，大大增加合閘時(shí)的操作阻力，導(dǎo)致合閘不到位。

（3）相間水平連桿鋼管壁較薄，強(qiáng)度不足，操作時(shí)受阻力擠壓后，極易彎曲變形甚至斷裂，影響整體傳動(dòng)距離。

2 完善化改造方案

該產(chǎn)品底座、底座軸承、絕緣子、機(jī)構(gòu)箱等部件運(yùn)行狀態(tài)良好，未發(fā)現(xiàn)閘刀機(jī)構(gòu)或二次元件受潮銹蝕、底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)卡澀等問(wèn)題，因此在本次完善化改造中不做改動(dòng)，重點(diǎn)對(duì)導(dǎo)電回路、傳動(dòng)回路進(jìn)行完善化改造。

2.1 完善導(dǎo)電回路

隔離開(kāi)關(guān)原產(chǎn)品采用觸頭轉(zhuǎn)入式結(jié)構(gòu)，目前三柱水平旋轉(zhuǎn)式隔離開(kāi)關(guān)觸頭應(yīng)用較多的結(jié)構(gòu)還包括水平翻轉(zhuǎn)式和水平嵌入式結(jié)構(gòu)，水平翻轉(zhuǎn)式即動(dòng)觸頭先水平旋轉(zhuǎn)至靜觸頭內(nèi)，自身再翻轉(zhuǎn)45°與靜觸頭接觸。考慮到原閘刀機(jī)構(gòu)輸出功率、角度、時(shí)間等因素，本次完善化改造中導(dǎo)電部分采用水平嵌入式結(jié)構(gòu)，即動(dòng)觸頭水平旋轉(zhuǎn)，直接嵌入靜觸頭。同時(shí)更換靜觸頭、動(dòng)觸頭、主導(dǎo)電桿等導(dǎo)電部件。原靜觸頭如圖1所示，改造后的靜觸頭如圖2所示。

圖1 完善化改造前

2.2 完善傳動(dòng)回路

更換包括垂直連桿、主刀傳動(dòng)桿、主刀傳動(dòng)拐臂、相間水平連桿等傳動(dòng)部件。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)由單桿推（拉）式改為雙桿一推一拉式，使操作更為輕便、傳動(dòng)受力均衡，確保分合同期不變、傳動(dòng)穩(wěn)定。

圖2 完善化改造后

3 完善化改造中遇到的問(wèn)題及處理方法

3.1 導(dǎo)電回路各元部件的連接

由于更換后的靜觸頭、主導(dǎo)電桿與原絕緣子連接法蘭尺寸不一致，需定制金屬過(guò)渡盤(pán)。金屬過(guò)渡盤(pán)由鍛鋁合金焊接而成，對(duì)接孔應(yīng)考慮尺寸偏差，預(yù)留2mm。

地刀靜觸頭通過(guò)金屬過(guò)渡盤(pán)與導(dǎo)電部分實(shí)現(xiàn)連接。由于地刀靜觸頭對(duì)接孔相對(duì)外移12mm，為保證其位置不變，地刀靜觸頭需要內(nèi)移12mm。接線板需充分考慮導(dǎo)線金具開(kāi)孔數(shù)量、高度、角度、材質(zhì)等因素，并采用可調(diào)節(jié)式，以方便現(xiàn)場(chǎng)搭接。導(dǎo)電回路各元件安裝前，必須清除各接觸表面的氧化物，并涂抹導(dǎo)電膏。

3.2 垂直連桿與主傳動(dòng)桿的連接

定制垂直連桿抱箍，內(nèi)置具有自潤(rùn)滑功能的復(fù)合軸套，實(shí)現(xiàn)垂直與水平方向的傳動(dòng)轉(zhuǎn)變。主傳動(dòng)桿傳動(dòng)拐點(diǎn)處設(shè)置閉鎖擋板，確保傳動(dòng)過(guò)位時(shí)的可靠保護(hù)。

3.3 主傳動(dòng)桿與相間水平連桿的交叉

原單桿推（拉）式連桿傳動(dòng)改為雙桿一推一拉式連桿傳動(dòng)后，主傳動(dòng)桿與相間水平連桿需要交叉。現(xiàn)將相間水平連桿位置降低30mm，主傳動(dòng)桿位置升高45mm，實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)桿與相間水平連桿錯(cuò)位。考慮到主傳動(dòng)桿位置升高后對(duì)主傳動(dòng)軸抗彎強(qiáng)度的影響，又增加了軸的支撐力度并相應(yīng)升高45mm。

3.4 操作機(jī)構(gòu)輸出參數(shù)匹配核算

基本參數(shù)與原設(shè)計(jì)保持一致，原操作機(jī)構(gòu)基本參數(shù)為：電機(jī)功率0.55 kW，分/合閘時(shí)間8 s，電機(jī)轉(zhuǎn)速1400 r/min，減速箱變比375，主軸旋轉(zhuǎn)角度180°，旋轉(zhuǎn)柱瓷瓶轉(zhuǎn)動(dòng)角度為71°。

操作機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩核算：考慮各種機(jī)械損耗，估算操作機(jī)構(gòu)垂直軸額定輸出轉(zhuǎn)矩約為1200Nm，主回路分/合閘最大負(fù)荷為650Nm，操動(dòng)機(jī)構(gòu)額定輸出轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于最大負(fù)荷。同時(shí)根據(jù)隔離開(kāi)關(guān)分/合閘特性，在啟動(dòng)分閘時(shí)或合閘即將到位時(shí)有較大負(fù)載，此時(shí)電機(jī)瞬時(shí)最大輸出轉(zhuǎn)矩還可增加一倍以上。因此，原操動(dòng)機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)回路匹配，能很好實(shí)現(xiàn)分/合閘操作。

3.5 安裝調(diào)試和各項(xiàng)技術(shù)性能測(cè)試

（1）導(dǎo)電回路水平、同期性能調(diào)試：調(diào)節(jié)B相（主動(dòng)相）絕緣子，確保動(dòng)觸頭與兩端靜觸頭嚙合在同一水平高度上，調(diào)節(jié)同相兩邊斷口的同期性，使偏差不大于5mm；按照以上步驟和要求，依次調(diào)節(jié)A相、C相（從動(dòng)相）的水平和同期性能。安裝相間連桿時(shí)，調(diào)節(jié)三相聯(lián)動(dòng)時(shí)的三相同期性，使偏差不大于20mm。

（2）限位聯(lián)鎖裝置調(diào)試：調(diào)節(jié)分/合閘限位裝置，應(yīng)距離閉鎖擋板5mm，調(diào)試主刀與地刀的聯(lián)鎖裝置，機(jī)械聯(lián)鎖應(yīng)配合精確。

（3）手動(dòng)、電動(dòng)分/合閘測(cè)試：手動(dòng)分/合閘操作5次正常；在額定電壓下，電動(dòng)分/合閘操作5次以上正常，機(jī)構(gòu)動(dòng)作應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)卡阻、沖擊等異常情況。

（4）回路電阻測(cè)試：回路電阻不大于120μΩ。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）對(duì)GW7-252型隔離閘刀實(shí)施完善化技術(shù)改造，在不改變隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)、底座、絕緣子的基礎(chǔ)上，通過(guò)將動(dòng)、靜觸頭更改為水平嵌入式結(jié)構(gòu)，將三相水平連桿由單桿更改為雙桿推拉式，提高傳動(dòng)和接觸可靠性，解決了合閘不到位的缺陷。經(jīng)過(guò)測(cè)試，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合要求。實(shí)際應(yīng)用表明，完善化改造后隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，可靠性得到提高。

（2）本方案同樣適用于其他三柱水平旋轉(zhuǎn)式雙斷口隔離開(kāi)關(guān)的完善化改造。

[1]陳爽.GW7-220隔離開(kāi)關(guān)完善化改造[J].華中電力，2003（2）∶66-67.

[2]寇海榮，梁峻偉.220kV高壓隔離開(kāi)關(guān)完善化改造[J].高壓電器，2011（8）∶68-71.