220kV戶外隔離開關缺陷分析及處理

馮學斌

（廣東電網有限責任公司江門供電局,廣東 江門529000）

1 GW16型戶外隔離開關的構造特點及運行現狀

1.1 構造特點

在220kV變電站中，GW16型隔離開關是較為重要的電器設備之一，其主要功能是對檢修設備與電源進行有效隔離。該隔離開關最為顯著的特點是機械與電氣性能都十分穩定，其結構如下圖所示。

GW16型隔離開關構造示意圖

GW16型隔離開關的動觸頭系統為單臂折疊式；整個傳動機構全部密封于導電管內，這種設計使得傳動部件基本不會受到外界環境的影響；導電管內平衡彈簧的主要作用是平衡動力原件的重力矩，由此能夠使分合閘更加輕便、平穩；頂壓脫扣裝置的加入有效確保了隔離開關的可靠合閘，在各種外力的作用下，如風、地震、電動力等等，都不會影響隔離開關的工作狀態；在關節部位設計了耐磨性能優良的導電滾動觸指；當接地閘刀合閘時為先旋轉然后在豎直并向上直接插入至靜觸頭當中，整個合閘過程安全、可靠；支撐與旋轉瓷瓶全部采用的是高強度瓷套，其特點是抗彎、抗扭強度高。

1.2 運行現狀

在220kV變電站GW16型隔離開關主要是在戶外運行，換言之，其長期暴露在大氣環境當中，從而使得環境和氣候條件對開關的運行可靠性和穩定性的影響非常大。通過對大量應用GW16型隔離開關的變電站進行調查后發現，機構、齒輪盤以及傳動桿等主要部件的銹蝕是引起操作失靈及合閘不到位的關鍵原因。當部件出現銹蝕之后，便會導致轉動或傳動聯結卡澀，同時，部件本身的機械強度也隨之降低，嚴重時甚至會造成部件變形損壞。由于刀閘多數都是安裝在母線下方，為確保供電可靠性，即便在停用時，也很少對其進行檢修，從而造成了隔離開關長期失修的情況，實踐證明，隔離開關動作的次數越少，其故障問題就越多。當隔離開關運行一段時期后，各種缺陷便會集中顯現，特別是在冬季時缺陷問題更為嚴重，并且幾乎所有的缺陷都表現為分合閘困難，或分合不到位。

2 GW16型戶外隔離開關的缺陷分析

由于GW16型隔離開關為國產設備，其生產工藝相對較差，加之受戶外環境的影響，致使隔離開關在運行過程中出現了諸多的缺陷和隱患，導致缺陷的主要原因如下：其一，由于傳動部分及導電回路長期暴露在大氣環境當中，受雨水、潮氣、腐蝕性塵埃及各種有害氣體的侵蝕和影響，致使傳動部分出現銹蝕和卡澀。其二，動、靜觸頭在長期操作和氧化作用的影響下，觸頭表面的鍍銀層磨損嚴重，致使接觸電阻增大，從而引起觸頭接觸不良。例如，220kV鶴山站的GW16型隔離開關的動靜觸頭存在接觸點過低的問題，導致這一問題的原因如下：母線管的設計相對較細且跨度較大，致使母線管下墜；刀閘靜觸頭導電環采用的是單圈240鋼芯鋁導線，導電環過細，容易發生變形；刀閘分閘時動觸頭仍然對靜觸頭存在夾緊力，由此會引起導電環變形。其三，夾緊與復位彈簧的質量不好，彈簧本身的抗腐蝕性較差，長時間使用后，彈性會降低，夾緊力也會隨之下降。其四，由于刀閘拐臂處銹蝕、干澀，加之滾輪卡阻，致使刀閘拐臂無法正常伸直。其五，因傳動系統生銹變形，造成動作靈活性降低，操作力矩增大，從而使得分合閘比較困難。其六，接地刀閘的密封性較差，雨水常常會經由傳動軸滲入到機構箱中造成零件銹蝕，由此會引起操作不靈活。

3 GW16型戶外隔離開關缺陷的處理方法

針對220kV變電站GW16型戶外隔離開關的缺陷問題，可采取如下方法進行處理：

3.1 對隔離開關上臂的處理

（1）由于站內部分刀閘的運行時間較長，致使大部分動觸頭的觸指均出現了燒傷的痕跡，通過檢查發現，有些觸指的燒傷十分嚴重，已經無法進行維修，所以只能通過更換來予以解決。

（2）因部分壓緊和復位彈簧的性能失效，從而無法很好地完成分合閘動作，故此需要對其進行更換。

（3）刀閘上臂提升桿的腐蝕情況比較嚴重，需要進行更換。

（4）對老化損壞的防雨罩進行更換，并對動觸頭座下無排水孔的進行加鉆排水孔處理。

（5）對靜觸頭進行檢查，并對有關接觸面進行清潔和涂抹凡士林。

（6）對老化、銹蝕嚴重的部件進行更換，并進行密封處理，同時在裝配彈簧時涂抹二硫化鉬，借此來提高部件的潤滑性能和抗腐蝕性。

（7）對尚未影響安全運行的靜觸頭可以用酒精加以清潔，以此來除去氧化層。

（8）將被拉成橢圓形的導電環向上壓，使之變圓，并減小導電環的直徑。

（9）對磨損情況比較嚴重的滾輪進行更換，并在刀閘拐臂處和滾輪出加潤滑油。

（10）對已經出現轉動的刀閘傳動連桿進行調節，或對機構與垂直連桿上的連接盤進行調節，以此來消除刀閘拐臂無法伸直的問題。

（11）對導電帶進行檢查，并將接觸面上的氧化層全部去除，然后進行打磨，再擦拭干凈。需要注意的是，打磨時要盡可能的輕一些，以免損傷到鍍銀層，如果發現有斷股的現象應當進行更換。

3.2 對下導電臂的處理

由于GW16型隔離開關的缺陷問題一般都是上臂原因引起的，所以對下導電臂只需要進行檢查處理即可，主要包括以下內容：

（1）將齒輪箱打開并對箱內的部件進行檢查，確認無缺陷問題后，加入適量的二硫化鉬，借此來提高齒輪的抗腐蝕性能。

（2）檢查平衡彈簧，確認無問題后，添加適量的二硫化鉬，借此來增強潤滑和抗腐蝕性能。

（3）對齒輪條進行檢查，看有無損壞現象，如果發現缺齒、斷齒應及時更換。

3.3 對卡澀問題的處理

（1）將裸露在外的傳動軸全部更換為不銹鋼材質，并將軸套更換為復合軸套，這種軸套主要是由鋼基表面、燒結青銅、聚四氟乙烯三層復合而成，其最為顯著的特點是具備自潤滑功能，可以顯著減少軸與套之間的摩擦力，有助于傳動效率的提高。

（2）將所有開口銷全部更換為不銹鋼材質，并使用硅酮類防水密封膠在彈性圓柱銷兩端進行封堵，這樣能夠起到一定的隔離作用，可以防止腐蝕。

（3）將旋轉瓷瓶上端的橡皮墊和主閘刀中的緩沖墊全部更換為硅橡膠材質，這樣能夠使老化時間延長，并且還能改善防水性能，有助于延長其使用壽命。

3 結論及建議

綜上所述，通過對符合檢修條件的GW16型戶外隔離開關進行有針對性的維護、檢修后，基本消除了缺陷，隔離開關的安全隱患隨之大幅度降低。針對GW16型隔離開關的缺陷問題提出如下幾點建議：其一，在隔離開關設計制造的過程中，應當減小動觸頭座定位螺栓與配合孔之間的間隙；其二，應當盡可能采用非焊接結構，軸、銷等部件應當采用不銹鋼材質；其三，應對上下導電管接頭部位采用密封膠密封，這樣能夠提高防水性。

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