隔離開關觸頭帶電檢修維護清洗平臺研制

張一軍，鄭曉東，趙壽生，董升，周彪，陳文通，姜林波

（國網浙江省電力公司金華供電公司，浙江　金華　321000）

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隔離開關觸頭帶電檢修維護清洗平臺研制

張一軍，鄭曉東，趙壽生，董升，周彪，陳文通，姜林波

（國網浙江省電力公司金華供電公司，浙江金華321000）

〔摘 要〕針對當前人工方式處理隔離開關故障需停電檢修維護帶來的不便，分析了帶電檢修維護清洗平臺的工作原理，通過對平臺零部件的選擇及其作業流程的分析，研制了智能化帶電檢修維護清洗平臺，將傳統人工方式維護與帶電檢修維護清洗平臺維護效果進行對比，得出2種方式維護效果基本一致，滿足了接觸電阻的標準，且觸頭維護合格率都達到100％。

〔關鍵詞〕隔離開關；觸頭；帶電檢修；清洗平臺

0　引言

隔離開關如發生缺陷或故障需停電維修，將直接導致與之相連的所有設備都要同時停電，擴大了停電范圍，嚴重影響了供電可靠性。在當前電網可靠性要求下，有必要進行隔離開關帶電檢修新工藝的探索與研究。

1　隔離開關故障分析及處理

由于電流的熱效應，GW4，GW7型隔離開關在運行過程中，當觸頭接觸電阻過大時將發生過熱現象，并且造成隔離開關靜觸頭轉動部分卡澀、分合閘不到位等故障。近年來，隔離開關缺陷數量呈逐年增加的趨勢。傳統的隔離開關缺陷處理方式需要停電，并涉及登高作業、吊機操作等危險因素，存在諸多不便。

要避免隔離開關故障，必須在安全的前提下，定期對觸頭表面進行清理，保持觸頭表面接觸狀況良好，使隔離開關的接觸電阻值在正常范圍內，同時延長隔離開關觸頭的檢修維護周期，提高設備與電網的可靠性。

2　帶電檢修維護清洗平臺的功能要求

從安全性角度分析，所研制的帶電檢修維護清洗平臺應對于室內外隔離開關均可進行帶電作業，且應攜帶方便、安全可靠，能實現智能化遙控操作等功能。

帶電檢修維護清洗平臺主要由移動載體平臺、絕緣平臺、操作機械臂、回轉機構、驅動平臺、數據采集傳輸系統等模塊組成。它的功能要求如下。

（1）將機械強度十分可靠的移動載體平臺作為檢修平臺底座，在變電站有限的安全作業空間內，實現作業平臺的支撐、水平調整功能，滿足控制系統及附件的安裝條件。

（2）絕緣平臺采用等電位模式，實現高電壓作業環境下操作機械臂、作業工具的承載，以及自身的旋轉、升降功能。

（3）在滿足檢修運動范圍、安全距離、強度、剛度等要求的基礎上，操作機械臂將前端作業工具送達工作需要范圍內的具體位置。

（4）回轉機構通過毛刷的運動、與絕緣升降平臺的回轉運動及操作機械臂的直線運動的合成。在滿足帶電作業要求、保證清掃效果的基礎上，實現對不同規格隔離開關動、靜觸頭的清潔及涂抹凡士林的功能；并在動、靜觸頭表面形成一層抗氧化油膜，改善觸頭轉動部分的卡澀現象。

（5）驅動平臺采用氣泵驅動。在滿足帶電作業工具所需的絕緣性能要求、驅動元件與動力之間絕緣要求等條件下，提供帶電檢修維護清洗平臺的各種操作動力，保證帶電作業時帶電檢修維護清洗平臺、操作人員和變電站的絕緣安全。

（6）數據采集傳輸系統通過無線控制裝置完成數據采集、操作目標識別、分析和決策，在滿足帶電作業絕緣要求的基礎上，實現帶電檢修維護清洗平臺相關組件運動狀態數據的動態采集、清掃軌跡的生成和控制、移動載體的快速自動調平以及作業中發生意外情況的快速響應。

帶電檢修維護清洗平臺應能適用于220kV及以下的電壓等級，主要針對GW4-110及GW7-220 2種型號的隔離開關。帶電檢修維護平臺的工作原理如圖1所示。

圖1　帶電檢修維護清洗平臺工作原理

3　帶電檢修維護清洗平臺的研制

通過查詢試驗數據得知：隔離開關過熱時的接觸電阻均在500 μΩ以上。而要確保隔離開關正常運行，必須要求接觸電阻在150 μΩ以下。此外，還需要帶電檢修維護清洗平臺能對隔離開關動、靜觸頭涂抹凡士林，保持觸頭轉動靈活、可靠。

由于在工作過程中實施人與設備的分離可最大程度地保證人身安全，因此，應制定對策表并由專人負責實施。帶電檢修維護清洗平臺零部件選擇如表1所示。

表1　帶電檢修維護清洗平臺零部件選擇

帶電檢修維護清洗平臺作業流程如圖2所示。

圖2　帶電檢修維護清洗平臺作業流程

4　帶電檢修維護清洗平臺現場試驗及效果

在某變電所對帶電檢修維護清洗平臺進行模擬試驗。選取1組觸頭污垢積存較嚴重的GW4型隔離開關，分別測量其維護前后觸頭的接觸電阻值，并模擬帶電情況，在隔離開關觸指和觸頭上加試驗電壓146kV（模擬試驗電壓通過隔離開關遠程控制箱和數據采集箱加于觸頭兩側）。其中，A，B相觸頭則采用傳統的人工方式進行維護，而C相觸頭則先加模擬試驗電壓，后采用帶電檢修維護清洗平臺進行維護。結果如表2所示。

表2　2種維護方式后的觸頭接觸電阻值

通過表2發現，帶電檢修維護清洗平臺維護后的觸頭導電部分污垢可以完全去除，露出觸頭表面鍍銀層，使觸頭能可靠接觸，接觸電阻值合格。

在某220kV變電所開展計劃性檢修的同時對帶電檢修維護清洗平臺進行試驗工作。選取其中5 組GW7型隔離開關，在每組隔離開關觸頭兩側分別采用傳統的人工方式和帶電檢修維護清洗平臺進行維護，并測量維護后的接觸電阻值，其結果如圖3所示。

從圖3可以看出，對于220kV變電所的5 組GW7型隔離開關，維護前5組隔離開關的觸頭接觸電阻值平均為707.4 μΩ，而傳統的人工方式維護后的接觸電阻值平均為112.6 μΩ，帶電檢修維護清洗平臺維護后的接觸電阻值平均為116.6 μΩ，均低于接觸電阻標準值150 μΩ。同時，觸頭維護合格率為100％，并且每個觸頭轉動靈活、可靠，觸頭表面形成一層保護膜。

由此可知，所研制的隔離開關觸頭帶電檢修維護清洗平臺的維護效果與人工維護基本一致，維護后觸頭的接觸電阻合格，滿足規程規定，完全可以代替傳統的人工維護方式。

圖3　隔離開關觸頭維護前后接觸電阻值

5　結論

（1）通過建立隔離開關觸頭帶電檢修維護清洗平臺模型，成功研制了適用于GW4，GW7型隔離開關的帶電檢修維護清洗平臺。

（2）將傳統的人工方式維護與帶電檢修維護清洗平臺維護進行對比，發現在相同類型閘刀的基礎上，帶電檢修維護清洗平臺的維護效果和人工維護效果基本一致，都滿足接觸電阻的標準要求，觸頭維護合格率達到100％。觸頭經過帶電維護后，效果良好：觸頭轉動靈活可靠，不卡澀；隔離開關分合閘到位，操作不費力。

（3）延長了設備的使用壽命，降低了設備的停電時間，減少了設備維護費用；節省了人工和車輛；降低了隔離開關故障率。

（4）此平臺改進空間還很大，下一步可設計引弧、均壓、抗強電場干擾等部件。

參考文獻：

1 袁向群，張宗九.500kV SPOLT/2T系列隔離開關觸頭系統結構特點及維護措施［J］.華東電力，2003，31（7）：66-67.

2 張煦.變電站隔離開關常見故障及預防措施［J］.內蒙古電力技術，2009，27（1）：54-55.

3 呂念明，黃偉堅，胡泰.220kV變電站隔離開關靜觸頭過熱原因分析及解決方案［J］.電工技術，2006，27（12）：63-64.

收稿日期：2015-09-10。

作者簡介：

張一軍（1965-），男，高級工程師，主要從事變電檢修管理工作，email：guipan8@163.com。

鄭曉東（1966-），男，工程師，主要從事變電檢修工作。

趙壽生（1970-），男，高級工程師，主要從事變電檢修管理等工作。

董升（1987-），男，工程師，主要從事變電檢修工作。

周彪（1982-），男，高級工程師，主要從事變電檢修工作。

陳文通（1984-），男，工程師，主要從事變電檢修管理工作。

姜林波（1989-），男，助理工程師，主要從事變電檢修工作。