110kV隔離開關觸頭應急潤滑裝置的研制和應用

鄭躍斌+陳振昕+楊濟溦

摘 要：隔離開關，是在電路中起隔離作用的，它本身的工作原理及結構比較簡單，但是由于使用量大，工作可靠性要求較高。受環境等因素影響，隔離開關觸頭容易發生生銹或卡澀現象，造成觸頭發熱或影響正常操作，這些都對設備安全存在很大的隱患，所以本文討論了一種用于110kV隔離開關觸頭的應急潤滑裝置的實現方式，旨在為變電運行人員提供一個便捷的工具，在設備無須停電的情況下，對其進行潤滑除銹，保障設備安全運行。

關鍵詞：隔離開關；生銹；潤滑

中圖分類號：TM452 文獻標識碼：A

1.概述

操作設備或線路停復電是變電運行工作中最重要的組成部分。近幾年來，隨著我國經濟的高速發展，居民用電量急劇上升，特別是工業用電，為了更好地保障居民用電，對變電設備的安全運行要求也隨之更高，除了在變電運行日常工作中需要加強巡視，及時發現缺陷并消缺外，還必須每年對設備進行定檢維護，確保電氣設備安全穩定運行。在高壓電氣設備消缺和定檢維護時，需要將電氣設備轉檢修，這時運行人員需要將檢修的設備或線路與電源用一個明顯斷開點隔開，以保證檢修人員和設備的安全，而隔離開關的作用就是斷開無負荷電流的電路，使所檢修的設備與電源形成明顯的斷開點，所以隔離開關在停復電操作中有著極為重要的作用。

2.目的和意義

操作設備或線路停復電都需要操作隔離開關來形成明顯的斷開點，將檢修的設備或線路與電源隔離開，以保障檢修人員和設備的安全，但由于南方空氣較為潮濕，天氣又變化多端，室外隔離開關觸頭以及一些機械傳動部分等容易受環境等因素影響而發生生銹或卡澀現象，造成觸頭發熱或影響正常操作，這些都對設備安全存在很大的隱患。以往我們在巡視中發現隔離開關觸頭生銹發熱時，只能通過加強關注，待發現其發熱溫度達到缺陷標準再上報缺陷，待專業班組到站進行停電檢修維護。但專業班組通常工作比較多、人手不太夠，待其到站進行消缺耗時較長，而這段時間就只能通過運行人員加強巡視來關注，對設備、電網的安全運行仍存在很大安全隱患，甚至有可能使隱患范圍進一步擴大，造成更大的損失。

出于改善以上現狀的考慮，我們按照“運行參與檢修”的理念，提出設計一款應用于110kV隔離開關觸頭的應急潤滑裝置（以下稱“應急潤滑裝置”）的想法。在我們局，110kV電壓等級的變電站是最多的，也都是屬于無人值班站，假如發現該站內隔離開關觸頭生銹或導致發熱，因地理位置、人手等原因，在專業班組到站維護之前，運行人員無法隨時對其進行加強關注，這就有可能使隱患進一步擴大，所以我們的提議首先是基于110kV電壓等級的。應急潤滑裝置，讓我們運行人員在巡視發現隔離開關觸頭生銹卡澀時，無須設備停電即可潤滑維護，及時消除隱患，避免隱患進一步擴大，保障設備、電網安全穩定運行，同時也可減少專業班組人力物力的投入，大大提高工作效率，也能保證現場操作人員的人身安全。

3.設計思路

對于應急潤滑裝置，我們希望實現的目標是：無須設備停電即可維護，操作簡便。經過討論研究，我們對應急潤滑裝置提出一個初步設想：以相應電壓等級的絕緣桿作為支撐架，在絕緣桿頂端安裝一個用絕緣材料設計制作成的支撐盒子，在盒內放置有控制裝置和防銹潤滑劑，將放置有潤滑劑的絕緣盒子噴口對準隔離開關觸頭的生銹部位，同時用遙控器對控制裝置進行遠控，使其壓住潤滑劑的噴嘴，噴出潤滑劑進行潤滑。其中，對于控制裝置的選擇設計是其中的一個難點，剛開始大家提出了兩個方案，一個是使用氣壓裝置，另外一個是使用推拉式電磁鐵裝置，經過討論和分析對比，相對于氣壓裝置，推拉式電磁鐵裝置的力度較大，能使潤滑劑噴出的射程較遠，而且具有控制方便、壽命較長、維護簡單等優點，故將推拉式電磁鐵裝置確定為最終的實現方案。

4.可行性分析

我們從設想中組成應急潤滑裝置的各個部分來進行可行性探討。首先是絕緣桿，現有絕緣桿經過多年使用驗證，其絕緣水平足夠滿足應急潤滑裝置的要求；接著是控制裝置部分，推拉式電磁鐵通電后的吸力有60N，能夠滿足按壓潤滑劑的需求，但因其推拉行程只有10mm，比較短，所以我們可采用杠桿原理，設定一個合理的支點，用壓桿來轉換，以滿足按壓潤滑劑的需求，所以只要設計合理，這個是可以實現的，而推拉式電磁鐵只要通電就會動作，加之設備帶電運行，我們無法近距離操作，需要在底下遠程控制，所以我們可以在控制裝置中的推拉式電磁鐵和電源之間串入一個遙控觸點，通過遙控器控制該觸點的分合，從而對推拉式電磁鐵進行控制；最后是需要設計一個可以將控制裝置和潤滑劑等組合在一起的金屬固件和絕緣外殼，對于金屬固件，就目前的普遍的金屬加工工藝而言，這個可以在我們選定以上部件后，根據實際部件尺寸，設計出合理的連接結構，就可以將潤滑劑和控制裝置組合固定在一起，然后再用塑料等絕緣材料設計制作出一個可以將固定在一起的潤滑劑和控制裝置包裝起來的外殼，從而滿足該裝置的需求，這個也不難。綜上所述，應急潤滑裝置的初步設想，就目前的技術水平來說，是能夠順利實現的。

5.各項技術指標

經過設計研究和制作，我們研制成功應急潤滑裝置各部分的主要技術指標如下：（1）絕緣桿。本潤滑裝置采用適合電壓等級的絕緣桿來作為支撐架，絕緣桿采用高強度玻璃纖維制造，長度可根據使用需求伸縮調節，且出廠時均通過相應測試電壓的測試，具有良好的絕緣性能。其桿頂端裝設有高強度鋁合金萬用接頭，可牢固連接各種功能的金屬工具頭，使用擴展性強。（2）控制裝置：①推拉式電磁鐵。推拉式電磁鐵是根據電磁原理，利用電源電流使電磁鐵的磁線圈產生磁力，再通過彈簧形成一個可以推、拉的動作，就像活塞一樣運動。經過對比選擇，本裝置采用了清市磯法電氣公司生產的型號為JF-1250B的推拉式電磁鐵，其溫度特性和吸力特性比較滿足本裝置需求，具體的參數如下：電壓：12VDC；電流：360mA；行程：10mm；吸力：60N。②電源。根據推拉式電磁鐵的電源電壓參數，本控制裝置采用12V可充電電池向電磁鐵供電，可反復充電，使用方便。③遙控開關。本裝置在電源和電磁鐵中間串入一個12V單路無線接收器，設置為常開型，工作方式為點動，用無線遙控器來控制接收器中繼電器觸點的閉合，實現電磁鐵的推拉遠控，使潤滑劑噴出。遙控開關具有配套簡單、遙控距離長、使用安全可靠的優點。（3）組合金屬固件。根據應急潤滑裝置的各部件的尺寸及組裝要求，我們使用AutoCAD合理設計出幾部分金屬固件，并用車床加工，將潤滑劑及控制系統部分組裝在一起，形成一個整體，如圖1所示。（4）絕緣外殼。根據使用金屬固件組裝在一起的裝置，合理設計加工出一個使用塑料等絕緣材料制作成的外殼將其包裝起來，一方面美觀，另一方面可絕緣和防水。

6.應用效果

該應急潤滑裝置已成功研制，并在500kV韓江變電站進行了應用，效果良好，如在一次巡視過程中發現3393刀閘觸頭生銹，使用該裝置成功在短時內清除了刀閘觸頭的銹蝕，避免觸頭因銹蝕產生的發熱及以后該隔離開關操作中出現卡澀等情況發生。

本裝置研制成功后將進一步推廣延伸至電壓等級更高的領域，如220kV隔離刀閘觸頭及傳動部分，由檢修人員在定期維護中進行潤滑操作，減少隔離開關因機構銹蝕卡澀導致操作受阻的情況發生，提高設備安全性，同時定期地進行隔離開關觸頭潤滑可以提高倒閘操作順暢性，使拉合刀閘更易于操作，提高操作效率。

參考文獻

[1]郭鳳儀，李靖.電器學[M].北京：機械工業出版社，2013.