一種用于隔離開關機構箱傳動桿的新型防水裝置研制

曾忠

（廣東電網有限責任公司河源供電局，廣東 河源 517000）

2019 年5 月7 日，220 千伏熱水站220 千伏熱塔線線路及開關停電檢修，操作完成后發現220 千伏熱水站監控后臺220 千伏熱塔線2856B0 地刀位置與現場地刀位置不一致。經現場故障排查，發現是220 千伏熱塔線2856B0 地刀機構箱內部原因引起，即對220 千伏熱塔線2856B0 地刀機構箱進行開箱檢查，發現地刀機構箱內部有積水，地刀輔助開關浸泡在積水里面，固定螺母和輔助開關觸點腐蝕嚴重，測量地刀輔助接點發現因銹蝕無法接通，造成現場地刀與后臺地刀位置不一致。檢修班人員對220 千伏熱塔線2856B0 地刀輔助開關進行更換，更換后后臺與現場位置不一致缺陷消除。事后分析：220 千伏熱塔線2856B0 地刀后臺與現場位置不一致是因為地刀輔助接點銹蝕，無法正確反映地刀的實際位置；地刀輔助接點銹蝕是因為地刀機構箱與傳動桿之間因為密封膠圈老化造成密封不良使機構箱進水，機構箱內的地刀輔助開關長期浸泡在水里或長期在潮濕的環境里造成地刀輔助接點銹蝕，回路不通。雖然此次事故未造成因地刀機構箱內交流系統進水而引起人員觸電事故，但是增加了設備的停電時間，影響了設備的準時送電率。為防止隔離開關機構箱密封不良造成進水或滲水進入機構箱內部導致直流系統接地、交流發生短路事件；本文通過討論并結合現場實際情況，決定設計一種變電站隔離開關機構箱傳動桿新型防水裝置來解決上述問題。

2 變電站機構箱現狀

戶外常規變電站隔離開關機構箱與箱外傳動桿連接方式通常采用密封膠圈以及防水膠圈進行密封，由于傳動桿正常的傳動磨損、密封膠圈在外部環境中的正常老化等原因，通常雨水自上而下或箱體表面積水通過刀閘傳動桿縫隙滲入機構箱內。當雨水或積水滲入機構箱內輔助開或接線端子上時，會使輔助開或接線端子銹蝕造成部分接點短接或者開路，如果信號回路接點被短接或開路，將會給后臺誤發信號或造成本間隔內刀閘操作需要解鎖操作，如果隔離開關電機回路接線端子被短接或者開路，隔離開關便會引發誤動或拒動，引發帶負荷拉刀閘等惡性誤操作事故。

3 現有隔離開關機構箱防水方案

現有的隔離開關機構箱防水方案都是防止雨水沿著傳動桿進入機構箱內部的，無法有效防止機構箱表面積水進入機構箱內部。例如：一種隔離開關轉軸防水裝置，其特點是：包括橡膠管，該橡膠管沿軸向從中間被斷開成為兩個相同的半管，并且每個半管的底部均與一不銹鋼半圓環板密封連接。采用此防水裝置后，可以有效防止雨水通過轉軸進入機構箱內，確保設備安全穩定運行。但是此方案中每個半管的底部均與一不銹鋼半圓環板密封連接，在戶外兩種不同材料之間的密封無法長期保持良好的密封性，同時橡膠管在日曬過程中容易變質損壞；只能防止從上之下沿著傳動桿而下的雨水進入機構箱，無法防止在機構箱表面積水滲入機構箱的問題。

4 隔離開關機構箱新型全方位防水裝置

現在還未有同時防止隔離開關機構箱雨水進入和隔離開關機構箱積水滲入的方案，再實現不能影響傳動桿正常的機械傳動和隔離開關能在運行帶電的情況下安裝防水裝置的條件，因此設計了一種用于隔離開關機構箱傳動桿的新型防水裝置（如圖1 所示）。其中利用傘型狀的防雨器改變雨水流向，使其不能沿著傳動桿流入機構箱；利用機構箱表面建立圓柱體防滲水柱體，使機構箱表面積水無法滲入機構箱內部，同時防滲水圓環應在防雨器內部，故隔離開關機構箱新型全方位防水裝置同時達到防雨水和防滲水的效果。

4.1 結構

新型全方位防水裝置是在隔離開關機構箱傳動桿處裝設一套傘型狀的防雨器（傘型狀的防雨器制作要求不能影響隔離開關傳動桿的正常機械傳動），采用雨傘巧妙的力學原理改變雨水的流動方向，達到避水效果；同時，在隔離開關機構箱表面傳動桿四周制作圓柱形防滲水圓環，圓環應在防雨器內部。當防雨器與防滲水圓環相互配合，才能有效防止隔離開關機構箱表面的積水滲入機構箱內部和雨水沿傘型狀的防雨器進入機構箱內部，造成箱內導致直流系統接地、交流發生短路。

圖1 隔離開關機構箱傳動桿新型防水裝置示意圖

4.2 工作原理及制作方法

隔離開關機構箱傳動桿的新型防水裝置，利用不銹鋼傘型防雨器改變雨水順著傳動桿流入機構箱內部的方向，使雨水順著不銹鋼傘型防雨器流至機構箱表面排出；同時，與在防雨器內部的永磁鐵組成的防滲水圓環相互配合，讓機構箱表面積水無法滲入機構箱內部。新型防水裝置制作采用具有特殊性能永磁鐵和密封膠制作刀閘機構箱表面傳動桿四周圓柱形防滲水圓環，用雙半圓永磁鐵吸附在機構箱表面組成一個圓柱體，用密封膠進行封堵，保證防水圓環與刀閘機構箱表面粘連及密封良好，保證隔離開關機構箱表面的積水無法滲入機構箱內部；采用不銹鋼材料制作隔離開關傳動桿部分的傘型防水器，把不銹鋼板根據現場隔離開關傳動桿和機構箱表面圓柱體的尺寸制作成“傘型”模型（圖1 所示，不銹鋼傘形防雨罩），上部使用不銹鋼扎帶固定在隔離開關傳動桿并用密封膠進行密封，下部完全包裹住機構箱表面的防滲水圓柱體。保證防水裝置與傳動桿的密封性，確保雨水沿防雨器表面掉落在圓柱形防滲水圓環外，同時，傘型狀的防雨器不能影響隔離開關的正常傳動，從而達到避水效果和防滲水效果，有效解決現場隔離開關機構箱滲漏水問題。

5 隔離開關機構箱傳動桿新型全方位防水裝置優點

隔離開關機構箱傳動桿新型全方位防水裝置是在現有的隔離開關機構箱防水裝置的基礎上進行改進和創新的，與其他常用的隔離開關機構箱防水裝置相比具有以下優點：

（1）新型防水裝置制作簡單，隔離開關在帶電運行時可進行安裝。

（2）只需調整防雨器或者防滲水圓柱半徑就可適用不同型號的隔離開關機構箱。

（3）傘型狀的防雨器采用不銹鋼材料制作，使連桿與傘型狀的防雨器密封更加良好，在室外不易自然老化。

（4）此方案即解決了隔離開關機構箱防止雨水通過傳動桿流入機構箱本體，也解決了機構箱表面積水通過傳動桿縫隙滲水進入機構箱本體，到達全方位防水效果。

6 結語

戶外式隔離開關機構箱基本處在惡劣的自然環境中，對隔離開關機構箱與傳動桿的密封性及防水能力帶來很大考驗，目前還沒有防止機構箱表面積水通過傳動桿密封圈進入機構箱內部的解決方案。本文設計研制了一種新型隔離開關機構箱傳動桿防水裝置，采用防雨器與防滲水圓環相互配合，讓雨水無法流入機構箱內部、機構箱表面積水無法滲入機構箱內部的全新防水裝置，相對于其他只是防止雨水流入機構箱的防水裝置有明顯的優勢，具有很好的使用價值和推廣意義。