GW16(22)型隔離開關靜觸頭吊裝工具的研制

徐軍 王煜

摘 要：變電站是電能傳輸過程中的重要環節，站內隔離開關的檢修會造成變電站停電，從而直接影響變電站輻射區域內的生產和生活，因此減少隔離開關檢修時間將會直接減少變電站輻射區域內的經濟損失。通過總結現場更換靜觸頭作業過程，從而研制出新的靜觸頭吊裝工具，提升工作效率，減少區域內經濟損失。

關鍵詞：變電站;隔離開關;靜觸頭;吊裝

中圖分類號：TM62 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.01.013

1 開發背景

GW16和GW22型隔離開關主要用于敞開式變電站內220 kV和110 kV電壓等級電網，將斷路器和母線設備進行隔離，形成明顯的斷開點，保障斷路器、母線設備檢修維護時人身安全[1]。在長期運行過程中，隔離開關易氧化、銹蝕，導致接觸電阻增大，引起設備過熱缺陷甚至燒毀，因此，需定期對其進行檢修、維護[2]。

下面分別對3所變電站更換靜觸頭所用時間進行了統計（如表1所示）。由表1分析可知，每組實際用時都在90 min左右，總用時超出當日計劃停電時間，給電力公司帶來巨大的經濟損失。因此，需要改進工作方式將實際工作用時壓縮至計劃停電時間之內。按照規定時間，每組靜觸頭更換時間至少應壓縮至60 min/組之內才能滿足目前的工作需求。

2 提出解決方案

針對這種情況，依據實際工作條件，提出兩種解決方案：使用吊車吊裝與研制吊裝工具，并對兩種方案分別進行分析。

2.1 使用吊車吊裝

目前使用吊車吊裝，需要2個人站在斗車上配合吊裝工作，同時需要2～3人進行專職吊車指揮與其它配合工作。使用吊車吊裝，工作效率高，可將每組更換作業時間控制在60 min以內，滿足計劃停電時間要求。但是，使用吊車時，吊車和作業人員距離帶電設備4 m（按規定要求安全距離為3 m）左右，安全裕量小，安全風險較大，并且吊車租用費用在1500元/天，產生較大的維護成本。

2.2 研制吊裝工具

借鑒電力公司2016年研制的室外35 kV線路CT吊裝工具，該工具采用鋼制支架、滑輪組、直流電機協助完成CT吊裝，該成果能夠將CT吊裝工作時間由采用新工具前的95 min/組，縮短為30 min/組，縮短了68.4%的工作時間，能將總工作時間壓縮至計劃停電時間之內。

現將GW16（22）型隔離開關靜觸頭吊裝和室外35 kV線路CT吊裝兩種方式進行對比分析，發現兩種吊裝作業存在相似之處，對比結果如表2所示。通過對比分析，借鑒室外35 kV線路CT吊裝工具成果，采用支架、滑輪組結構可應用于研制新的靜觸頭吊裝工具。

3 研制GW16（22）型隔離開關靜觸頭吊裝工具

3.1 確定目標值

每組隔離開關靜觸頭檢修、維護的規定用時為60 min，因此我們將目標設定為：每組用時60 min。對此進行模擬實驗來進行可行性分析。模擬實驗分為動滑輪組和定滑輪組兩組，每組分別進行10次吊裝操作，計算每次吊裝操作用時。計算結果顯示動滑輪組每組平均用時58 min，定滑輪組每組平均用時56 min，因此設定的目標每組操作60 min方案可行。

3.2 提出方案并確定最佳方案

3.2.1 材料選擇

在材料選擇上，目標材料需要滿足兩個方面條件，首先洛氏硬度在HRC30與HRC45之間，這樣硬度材料易于車床加工，其次需要滿足裝置總重小于15 kg。對市面常見三種金屬材料的參數進行分析：鋁合金的洛氏硬度為HRC40，密度為2.702 g/cm3;碳素鋼的洛氏硬度為HRC50，密度為7.85 g/cm3;高錳鋼的洛氏硬度為HRC55，密度為7.95 g/cm3。分析三種材料參數后，此次選擇的材料為鋁合金。

3.2.2 支座固定方式的選擇

目前常用的支座固定方式有兩種：線夾式和抱箍式（如圖1所示）。線夾式支座需要操作的零件數為10個，安裝1個線夾式支座的平均時間為5 min;抱箍式支座需要操作的零件數為4個，安裝1個抱箍式支座的平均時間為2 min。因此，從操作的難易程度以及操作時間來看，支座的固定方式選擇為抱箍式。

3.2.3 橫擔的選擇

此次制作的橫擔要能承受30 kg（2倍靜觸頭重量）不發生變形或松動，并且橫擔要能利用現有的工具箱制作。對此制作了兩種橫擔，分別為固定式橫擔和可拆卸式橫擔。通過比較，兩種橫擔都能承受30 kg的重量，但是可拆卸式橫擔尺寸小，能利用現有工具箱制作，因此可拆卸式橫擔符合既定要求。

3.2.4 吊裝裝置的選擇

常用的吊裝方式有動滑輪吊裝和定滑輪吊裝兩種。因為靜觸頭的質量和滑輪的質量并不大，因此選擇只需1人就能操作的定滑輪吊裝。

3.3 組裝實驗

確定了各個環節的最佳方案后，對新的吊裝工具的各個部件進行了制作，各個部件的實際效果圖（如圖2所示）。

對各個部件進行組裝，吊裝工具通過支座固定在管型母線上，吊裝工具橫擔居中固定在支座橫梁，將絕緣繩穿過變向滑輪進行隔離開關靜觸頭的吊裝，組裝好的吊裝工具效果圖（如圖3所示）。

3.4 現場測試

對新的靜觸頭吊裝工具進行現場測試，分別對10組靜觸頭進行吊裝測試，其中最長用時42 min，最短用時39 min，平均用時40.8 min，比設定目標節省19.2 min。

4 結論

GW16和GW22型隔離開關靜觸頭吊裝工具的研制成功，將維護時間由原先的90 min縮短至平均用時40.8 min，直接減少了變電站輻射區域內的經濟損失，緩解了電網的停電風險，提升了電力系統的穩定性。同時，此次新吊裝工具的研制使電力公司供電服務質量顯著提高，為電力公司樹立了良好的企業形象。

參考文獻：

[1]徐虎林.GW16型隔離開關結構的改進設計[J].電氣制造，2011（1）：50-52+55.

[2]凌穎，趙莉華，林顯，等.高壓隔離開關電觸頭性能改善探討[J].高壓電器，2010（8）： 101-105.