GW22A-252型隔離開關完善化改造分析

董修峰，郭 輝，張春華，徐鐵軍，王 亮

(國網丹東供電公司，遼寧 丹東 118000)

故障析

GW22A-252型隔離開關完善化改造分析

董修峰，郭 輝，張春華，徐鐵軍，王 亮

(國網丹東供電公司，遼寧 丹東 118000)

目前國內變電站戶外母線隔離開關大量采用單臂垂直伸縮鉗夾式結構，由于設計及工藝原因，近年來該型號隔離開關在運行中上導電管出現的問題尤為突出，以GW22A-252型隔離開關在運行中出現的主要問題為例進行分析，并提出具體改造方案，對實施后的方案進行了總結。

隔離開關；上導電管；故障分析；完善化

國網丹東供電公司目前有39臺單臂伸縮鉗夾式結構的GW22A-252型隔離開關在運，隨著運行年限的增加，由于隔離開關上導電管部件問題而引起的分合閘不到位、觸頭過熱、拒分拒合等故障日益增加，嚴重影響了電網的安全穩定運行。因此，針對該型號隔離開關在運行中所出現的這些問題，配合隔離開關廠家重點對該型號隔離開關上的上導電部分進行了改造，收到了良好的效果。

1 GW22A-252型隔離開關結構及動作原理

GW22A-252型隔離開關是單柱垂直斷口雙臂折疊式結構，由底座、支柱絕緣子、旋轉絕緣子、主刀閘(上導電管裝配和下導電管裝配)、靜觸頭及操作機構等組成，如圖1所示。

操作機構通過接頭、垂直連桿、底座轉軸連桿來驅動旋轉絕緣子轉動，旋轉絕緣子與基座的旋轉法蘭相連，通過由拐臂、連桿構成的四連桿系統改變力的方向，帶動下導電管在垂直面內轉動[1]。下導電管與齒輪箱相連，上導電管與彎形鑄鋁拐臂相連，下導電管內的齒條與齒輪箱的齒輪可靠嚙合，齒輪通過轉軸帶動拐臂，從而帶動上導電管隨下導電管的轉動做復合運動。當隔離開關接近合閘時，齒輪箱頂端斜面接觸滾輪沿斜面向上運動，從而推動拉桿運動，使復位彈簧被壓縮，觸指平行夾緊靜觸頭導電管，夾緊彈簧被壓縮，保持觸指夾緊靜觸頭導電管適當的壓力，合閘運動結束。分閘操作過程與此相反，上下導電桿折疊，放置于基座上，與靜觸頭間形成清晰可見的垂直斷口，2個邊相從動極通過傳動拐臂、連桿與中相主動極上的傳動拐臂相連，從而使三極同步動作[2]。

圖1 GW22A-252型隔離開關1——旋轉絕緣子；2——底座裝配；3——電動機操動機構；4——手動操作機構；5——支柱絕緣子；6——下導電管裝配；7——上導電管裝配；8——靜觸頭(管母線或軟母線)

2 上導電管裝配常見故障

2.1 密封罩密封不良

隔離開關原上導電管頂端觸頭端防水主要靠觸指周圍的密封罩(或保護罩)，但密封罩的防水效果并不理想，即便在觸指周圍已涂抹防水膠，但經過長期運行操作，密封罩老化破損、防護性能下降，導致雨水進入觸頭內，如圖2所示。

(a)密封罩密封不嚴

(b)密封罩老化圖2 觸頭密封罩防水效果不良

2.2 漏水孔堵塞

上導電管進水后，漏水孔堵塞不能有效排水，積水將引起內部復位彈簧和夾緊彈簧銹蝕，甚至失效，如圖3所示。漏水孔堵塞的主要原因是：鑄型或漏水孔位置偏差，排水效果不理想，積水無法完全排出；人為封堵漏水孔，積水無法排出；長期運行在戶外，泥土污垢堵塞漏水孔。

(a)正常漏水孔

(b)漏水口堵塞圖3 上導電管漏水孔

2.3 分合閘異常及觸頭燒損

上導電管內部夾緊彈簧和復位彈簧是隔離開關的關鍵傳動部件，如圖4所示。上導電管內部長期受潮，使觸指夾緊彈簧和復位彈簧銹蝕失效，從而出現分合閘不到位、動靜觸頭夾緊力不夠等問題，嚴重時將導致觸頭發熱、燒損，如圖5所示。

圖4 上導電管內的夾緊彈簧和復位彈簧

(a)彈簧銹蝕

(b)觸頭燒損圖5 彈簧銹蝕導致觸頭燒損

3 上導電管改造方案

產生上導電管故障的根本原因是觸頭密封不良所致，因此，GW22A-252型隔離開關上導電管的改造應從結構設計、材料選用、制造工藝等方面采取相應措施，重點解決上導電管觸頭密封問題。

改造后的上導電管采取全密封結構，頂桿材質由熱鍍鋅鋼材更改為鋁制，避免了材質銹蝕[3]。上管頂部的觸指完全在觸頭座外側安裝，不再伸入上導電管內部，觸指的夾緊彈簧由管內移到觸指外側，采用質量好的外壓式不銹鋼彈簧，既防銹又便于檢修、更換及調整，改造前后觸指夾緊彈簧結構如圖6所示。

(b)改造后圖6 改造前后觸指夾緊彈簧結構對比

調節觸指夾緊力的頂桿在導電管外部，為表面極為光滑的不銹鋼桿，并在導電管觸頭座間安裝有1個油封，油封與頂桿間有一定的壓縮量，與觸頭座固定后，在圓周接縫處全部采用防水膠密封，可防止雨水進入，改造前后上管密封結構如圖7所示。

導電管內的復位彈簧及頂桿等零部件均采用質量好的不銹鋼或鋁合金材質，可有效避免零部件銹蝕卡滯。內頂桿上端采用油封密封，防止雨水進入管內，避免管內復位彈簧失效和結冰引起的無法動作等問題，內頂桿上端油封密封結構如圖8所示。

(a)改造前

(b)改造后圖7 改造前后上管密封結構對比

圖8 內頂桿上端油封密封結構

上導電管完善化改造特點如下。

a.新型頂端油封結構，避免了雨水流入上導電管內，有效防止了分閘彈簧(不銹鋼材質)的銹蝕。

b.合閘彈簧(不銹鋼材質)由管內結構改為外壓式敞開結構，上導電防護性能加強，觸指夾緊力可靠，有效杜絕觸指發熱。

c.隔離開關不需整體吊裝，僅需高空作業車配合施工更換上管，省時、省力且更換后調試簡單。

d.結合此次改造，將導電軸節及底座轉動環節連接改為固定軟連接，可加大導電通流能力。

4 驗收結果

a.靜觸頭與觸指嚙合位置正確。

b.嚙合可靠，0.02 mm塞尺檢驗合格。

c.上導電管與軸節配合處防水膠涂抹嚴密。

d.導電回路良好，主回路電阻測量≤150 μΩ。

e.測量斷口絕緣距離應≥2 550 mm。

f.合閘位置時，上下導電管成一條直線或略微過位[4]。

g.導電回路連接固件檢查可靠。

h.隔離開關整體操作輕便，運動平穩，合閘不同期≤20 mm。

5 隔離開關主刀閘整體調試(不含接地刀閘)

5.1 操作機構分、合閘調整

手動分、合閘操作，操作機構箱內轉換開關過死點到達分、合閘位置時，保證主刀閘同時也到達分、合閘位置。否則松開機構主軸上接頭和夾板的螺栓，輕微變動垂直傳動桿與機構主軸的相對位置進行微調。

5.2 主刀閘中相調整

確認主刀閘(含電動操作機構、中相底座主刀閘傳動拐臂)均處于分閘位置后，先對中相進行手動分、合閘操作。

通過1次手動操作，使隔離開關合閘，觀察主刀閘的運動。如果在垂直面上主刀閘合閘過程，主刀閘接近靜觸頭時的張開角度相對靜觸桿的軸線出現未對齊(靠左或靠右)時，松開主刀閘與支柱絕緣子、旋轉絕緣子的緊固螺栓，利用孔洞的間隔調正后，重新堅固螺栓[5]。如果在垂直平面內主刀閘的下臂出現不豎直的情況，松開基座傳動連桿的鎖定螺母，再旋轉連桿直到下臂豎直后，重新緊固螺母。

5.3 主刀閘三相聯調

將三相隔離開關的主刀閘均置于分閘位置，連接2個連相主刀閘的水平拉桿，對三相進行手動操作，使隔離開關合閘，觀察主刀閘的運動。如果2個邊相主刀閘出現垂直平面內下臂不豎直的情況，按照中相主刀閘調整方法調整。

當機構到達合閘位置時，檢查三相主刀閘是否同時合閘到位，合閘同期性是否滿足要求(≤20 mm)。如不滿足要求，松開水平傳動桿與中相水平傳動接頭連接的雙頭螺桿上的緊固螺母，對雙頭螺桿的長度進行微調。

通過此次完善化改造，提高了GW22A-252型隔離開關的健康水平.改善了設備的運行狀況。在改造過程中，提高了檢修和維護管理的水平，積累了寶貴的經驗。

[1] 朱 欽，趙 巖，張艷龍.單柱單臂開啟式隔離開關故障分析[J].東北電力技術，2009，30(5)：27-31.

[2] 陸 勤，張 輝.GW22-126型折臂式隔離開關的異常分析及現場改進措施[C].第四屆江蘇省電機工程青年科技論壇論文集，2009.

[3] 韓 偉，馬慧波.電力系統中隔離開關的常見故障與檢修[J].電工技術，2015，36(5)：205.

[4] 高壓交流隔離開關和接地開關：DL/T 593—2006[S].

[5] 于 波，王偉斌，孟 輝.GW16、GW17型隔離開關運行中存在的問題及檢修[J].東北電力技術，2006，27(11)：32-35.

Transformation and Analysis on GW22A-252 Type Isolating Switch

DONG Xiufeng，GUO Hui，ZHANG Chunhua，XU Tiejun，WANG Liang

(State Grid Dandong Power Electric Supply Company，Dandong，Liaoning 118000，China)

In the domestic substation, outdoor bus isolation switch uses a lot of single arm vertical telescopic clamp type structure, due to the design and technical reasons, the problem of this isolation switch in operation on the guide tube is particularly prominent in recent years. This paper lists some of the main problems in the operation of the GW22A-252 type isolation switch, the specific improvement of the reform program is put forward, implementation scheme is analyzed and summarized.

isolation switch; guide tube; fault analysis; ferfection

TM564.1

A

1004-7913(2017)01-0028-04

董修峰(1973)，男，學士，高級工程師，從事變電檢修管理工作。

2016-11-10)