隔離開關手動機構箱防潮改進

徐東輝，商小峰，韓筱慧，李曉晗

(國網浙江省電力有限公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000)

0 引言

高壓敞開式隔離開關(high voltage isolating switch)是一種在電力系統35 kV 及以上變電站中廣泛采用的無滅弧功能器件，主要用于隔離電源、倒閘操作、連通和切斷小電流電路。高壓敞開式隔離開關手動操作機構箱長期暴露在室外，易受雨水滲入和潮氣侵蝕，會導致箱體內接點短路、元器件絕緣下降、端子排銹蝕等情況，最終引發電源跳閘、信號誤發、直流接地等缺陷，嚴重威脅著電網設備的運行安全。

西門子(杭州)高壓開關有限公司隔離開關手動操作機構由德國RUHRTAL 公司設計，在浙江省變電站內廣泛使用，但由于其手動機構箱結構設計問題，受潮缺陷頻發。通過對西門子隔離開關手動操作機構箱防潮設計的研究，提出相關改進措施，對預防相關缺陷起到積極作用。

1 箱體存在的防潮問題

(1) 箱體結構縫隙導致滲水。箱體與傳動機構相連處、箱體與固定背板相連處因機械連接存在著縫隙，在雨水侵蝕下易導致水隨著安裝螺栓滲入箱體。箱蓋安裝時依靠密封圈擠壓形成密封，而長期運行后因密封圈老化存在著滲水風險。

(2) 箱體無排水設計，積水難以排出。箱體底部僅設置通氣孔，而未設置排水孔，雨水滲入箱體內部易形成積水，長期無法排出。通氣孔六角螺栓

頭高于箱體底面，在積水形成后，雖然長期運行可以緩慢排出積水，但最終會在底部形成不高于通氣孔六角螺栓頭的積水，具體結構如圖1 所示。

圖1 原有六角螺栓通氣孔

(3) 箱體內部易形成蒸籠效應，加速潮氣侵蝕。箱體內部設有50 W 的常投加熱器，在箱體濕度小于80 %時，不會對箱體內的端子和元器件造成損害；在箱體內濕度大于等于80 %時，加熱器會對潮氣進行加熱，而根據熱氣上升的原理，會在箱體頂部形成凝露，甚至在端子和元器件上凝結成水珠，最終造成元器件和端子的銹蝕短路。

2 箱體治理的思路

(1) 全面封堵。前期現場整治中，采用玻璃膠對箱體的各個易滲水部位進行封堵，使箱體形成僅有一個通氣孔的封閉環境，基本解決了箱體滲水問題。打膠工作不需要停電配合，短期內密封效果好。但是該解決方案存在兩個問題：一是玻璃膠長期使用后會老化開裂導致滲水，需要定期維護；二是機構箱需要定期進行開蓋檢查，需進行重新打膠，加大排查工作量。

(2) 通風孔改造。在箱體側面上部加裝一個通氣孔，使箱體具有兩個通氣孔，在內部加熱器的驅動下，可對潮氣進行對流疏導，促進潮氣排出。該方案涉及箱體打孔，為防止箱體內元器件受到影響，需要結合停電進行。因此，該改造升級方案存在風險，停電施工導致實施難度大。

3 綜合治理方案

結合箱體治理思路，對原箱體進行通風孔改造，并輔助以相關措施，采用疏堵結合方式形成綜合治理方案如下。

(1) 底部開槽，解決箱體積水問題。對箱體底部六角螺栓通氣孔結構作優化設計，在原有的六角螺栓通孔螺栓頭上部進行開槽，使六角螺栓通氣孔上部溝槽與箱體底面為同一平面，如箱體內部積水，可經六角螺栓通氣孔頭上溝槽排出，左圖箭頭表示流水路徑，同時通氣作用不受影響；右圖箭頭為氣流流向，詳見圖2。

圖2 改進后六角螺栓通氣孔

(2) 箱門加裝通氣孔，形成雙通氣孔對流。箱體內潮氣形成對流有助于內部潮氣的有效排除，避免內部凝露。在箱體上開孔需要結合停電，為此，將箱蓋上的安裝手動解鎖螺母蓋的孔改為通氣孔。由于箱體蓋上的手動解鎖螺母蓋安裝孔直徑為φ19, 通氣孔直徑為φ16，因此，需在內外增設兩個不銹鋼墊片，不銹鋼墊片與箱蓋及通氣孔采用高分子液態膠密封，防止在結合處漏水(見圖3)。圖中箭頭為氣流方向。

圖3 新裝箱蓋通氣孔

(3) 箱體結構縫隙打膠。采用新型3M 密封膠對箱體與傳動機構相連處、箱體與固定背板相連處的機械縫隙進行填充，并定期對箱蓋密封條進行檢查更換(與檢修周期一致，6 年)，有效提升箱體防滲水能力。

4 治理效果

2019 年，嘉興供電公司以220 kV 大德變為試點實施綜合治理方案。變共有西門子CR 型隔離開關10 組，DR 型隔離開關4 組，總計手動機構箱38 只，2018 年底排查中發現滲水箱體共計12 只，共引發缺陷4 條。經2019 年初綜合整治后，年底排查中僅發現受潮箱體1 只，并實現當年0 缺陷，試點效果顯著。

5 結束語

綜上所述，西門子隔離開關手動機構箱防潮問題的解決對于提升變電站設備運行的安全性和穩定性有重要的意義。文中提出的綜合治理方案是針對原箱體防潮問題的改進型方案，采用一體化設計思想，經多項技術創新，具備了可靠性高、實施簡便、無需停電配合等優勢，符合現下電網“五小箱”設備改進優化的基本方針，為其他型號的箱體防潮提供了可借鑒的思路。