隔離開關電動操動機構箱輸出桿防雨裝置的研究

李曉玲 張躍峰 張耀琪 吳尉民 范懷昆

（云南電網有限責任公司昆明供電局）

0 引言

云南多家變電所、變電站相繼發生隔離開關進水受潮導致拒分的事故：由于室外隔離開關進水，使二次開關元件受朝，進而造成二次開關誤發信號，使得隔離開關無法正常分合閘。對隔離開關進行事故后的檢修，不僅延長了斷電的時間，也加大了電網安全風險。目前，各大隔離開關制造商所提供的機構箱的保護級別一般都是IP55，從理論上來說，它達到了戶外防塵防水的要求。但是，由于頻繁使用導致密封件的密封性變差，從而使得雨水通過輸出桿進入到機構箱中。在不妨礙隔離開關工作的情況下，經過大量比較實驗，本文開發了機構箱輸出桿防雨器。實際應用表明，采用此套設備可以很好地防止隔離開關機構箱進水和機構箱內積水，保證電氣設備的安全可靠運行。

1 存在問題及原因分析

機構箱內動力輸出桿與機構外的操作連桿通過過渡連接件相連，機構箱出口處的密封靠過渡件壓緊密封墊完成。昆明已有的室外隔離開關大部分使用壽命超過6年，在機構箱中故障中，因潮濕引起行程開關和輔助開關失效的數量約為22.2%，這類突發事故很可能會引起更大的連鎖事故，擴大停電范圍。文中選取兩個主要的故障作為實例。2017年7月，在220kV魯中線線路257斷路器從冷備用向熱備用切換過程中，在合上I母側2571隔離開關的時候，進行了一次狀態檢驗，發現2571的一次檢驗結果處于不確定的狀態，并在后臺接收到2571隔離開關的“兩位遠程通信狀態異常”信息，但沒有接收到2571的開關分位回復。該2571隔離開關是在2008年2月生產的。現場檢查結果是，連日降雨，雨水順著操縱桿流入裝置，使2571的二次元器件受潮，造成傳遞隔離開關分合閘位置信號的輔助開關的失效。2017年11月，500kV龍廠乙線II母側58222隔離開關的信號顯示不準確，一次裝置狀態與后臺監控不符。經現場檢測，此故障為雨水沿著操作桿流入機構箱內，二次開關受潮所致［1］。

圖1 常見隔離開關機構箱與操作連桿連接結構

原因考慮為： （1）運行環境影響。昆明地處中國西南地區，地處云貴高原的中心地帶，海拔1895米，一年到頭氣溫變化幅度大，極端天氣較多。在這樣的工作條件下，隔離開關的防水密封會加速老化，一旦出現漏水，很容易引起隔離開關內部元件的破壞。（2）現有隔離開關機構箱結構設計影響。隔離開關機構箱的頂蓋是橫向的，不帶排水孔，容易在頂蓋上積累雨水，密封條在潮濕的環境中更易老化失效。（3）不能完全密封的防水裝置。由于密封件的壓力不足，或者密封件出現損壞，使得雨水通過密封件滲透到機構箱中，導致電氣部件受濕而損壞。經過對兩起事故的確認和分析，本文認為這兩起事故都是由于雨水從隔離開關的操縱桿流入到機構箱內，相關二次元件受濕所致。

2 防水處理措施

2.1 處理措施

隔離開關電動操動機構箱一般都會發生不同程度的漏水現象，造成其內部元器件的銹蝕，嚴重威脅隔離開關的使用。該問題至今尚未完全解決。本文對進水的主要原因、當前所采取的主要預防措施和仍存在的主要問題進行了剖析，并提出具體的解決方案，包括對動觸頭、觸指及擋雨罩的部分結構進行改善，利用熱縮材料技術，從根本上對該設備的關鍵進水部位進行處理，并對其應用效果展開分析。經過嚴格的測試，證實了這種方式的實用性［2］。

要解決電動操動機構箱內部積水的問題，首先要做的就是堵塞，防止雨水滲入；其次是疏通，設置足夠的排水途徑，將水給排出來。在 “堵”和 “疏”之間，首先要解決的問題是“堵”，要把漏洞堵死，太過依靠放水的方法也是不可取的。排水口的位置很難判斷，部分排水口很有可能會被沙塵、淤泥堵塞，失去排水功能。針對“堵”的問題，本文提出了一種在原有設計構造基礎上采用密封膠等材料進行處理的方法。這樣的處理方式，就需要對絕緣材料的選用，以及檢修人員的安裝工藝進行嚴格的要求。加了密封材料的隔離開關，在使用時需要將觸點進行夾持或打開，這樣就會對其密封口的密封效果造成破壞。因此，經過長時間的使用后，粘接部位可能會出現裂紋。

（1）加大機構箱防水檢查力度。在對斷路器機構箱進行滲漏檢測的時候，如果發現有滲漏的地方，可以用防水材料來堵塞，比如機構箱滲漏的地方是前門，在安裝機構箱的時候，可以將機構箱設置成一個傾斜的角度，將完全密封的部分放在上面，這樣就可以減少雨水進入機構箱的幾率。采用外加鋼板焊接或內加鋼板焊接的方式，將整個隔離開關機構箱出現滲水和可能出現滲水的區域進行填充，并在焊接區域進行涂抹防水材料的處理，以降低該區域出現銹蝕的幾率，提高焊接鋼板的使用壽命。同時，也可在其內部關鍵部件上增加一層由防水材料構成的防護層，防止因雪或持續降雨而引起的長期滲漏對部件的侵蝕。此外，在安裝隔離開關機體箱時，安裝者可將多雨區域的機體箱用防水膠水充填，使其完全封閉，如果需要打開機體箱，只需將防水膠水加熱后除去。如圖2所示，隔離開關機構箱的防滲水工作也可以采用內防水膠＋外防水膠帶的方式來進行，這種方法的防水膠涂抹要從機構箱內部入手，用防水膠來填充機構箱上部及四周縫隙，在外部用防水膠帶來覆蓋機構箱上部及四周縫隙，達到隔離開關機構箱整體防滲水的目的。

圖2 隔離開關機構箱防滲水

（2）拆除連接桿，換上抗熱抗濕的襯里材料，使過渡接頭緊緊地貼在襯里上，但傳統方案在施工中必須斷電。為此我們開發出一套在不停電情況下進行安裝的防水設備，可有效地防止隔離開關機構箱的滲水。這種設備是以40mm、140mm的橡皮圓片為主，之所以采用這種膠片，是因為它的結構與環境的關系很小，而且它的模制、制造、裁剪以及裝配都很容易。機構箱的頂端用圍繞10mm厚的橡皮襯里做成一個40mm 的敞口防水凸面，凸棱比機構箱頂面高10mm，且排液棒之間緊緊連接在一起，以防止雨水通過所述的排液棒滲透到機構盒中。在豎直連桿與輸出軸相連的一端，安裝一個防雨盤，它由5mm厚的密封膠墊構成，它的內徑與豎直連桿的外徑相同，用玻璃膠將它粘在了輸出連桿上，使得它的外形像是一個傘蓋，而且它的面積比防雨凸棱要大，從而構成了第一到排水坡面，這樣雨水就不會直接落在防雨凸棱上。另外，本設計可以與隔離開關制造商協作，將盒子頂部表面朝周圍的方向向下傾斜，構成一個二次排水坡度。

2.2 處理效果

將觸角與遮雨板接觸的那一小部分，改造成四角凸起的梭型結構，不影響觸角的導電能力和觸角的安裝方法。如此一來，觸手槽內部的裂縫就會被徹底堵住，再也不會出現漏水的問題。經過改良后的防雨罩，被制成了上凸的圓柱錐體結構，并且這個圓柱錐體部分還使用了熱縮材料。在防雨罩安裝到指定位置之后，使用熱風扇對防雨罩上凸的圓柱錐體結構進行熱縮，這一部分與觸指的實體結構完美地吻合，并且具有一定的縮緊力，從而讓防雨罩緊緊地貼在了觸指上。遮雨板是一個向上凸起的圓柱狀結構，這樣可以讓雨水快速的從錐狀表面流下來，而不會在遮雨板密封的地方出現積水，也不會讓雨水滲透進來。改造后的波紋管，用卡環固定在波紋管的根部，再用膠帶進行封口，極大程度上杜絕了漏水的可能性。對于排水孔，建議對GW16型隔離開關動觸頭座根部的排水孔進行封閉，但連接叉底部排水孔不能封閉；對于GW17隔離開關，在拉開狀態下要用硅樹脂封口，以避免在拉開狀態下從這里進水。另外，對于GW16型隔離開關，將其連接叉與電動操動機構箱對接處的根部斷面作傾斜形，并在傾斜面的最低點開一個排水孔，使雨水能夠很好地積聚并排出［3］。

3 結束語

截至2018年九月，在發生故障設備上，安裝在上面的改良裝置已經經歷了季節的改變，兩個裝置仍然正常運行，即使有輕微的老化，隔離開關機構箱也沒有再次進水，證明該設備具有良好的防水效果。通過實際應用表明，采用密封墊片制成的防水裝置具有良好的防水效果，能在不停電的情況下，較好地解決隔離開關操動機構箱操縱桿出口進水的問題。在進行常規維修時，應加大對該設備的巡查力度，及時發現防水裝置是否有產生的裂紋和老化等問題。當隔離開關滿足維修要求后，應及時替換原有的隔離開關，以完全消除滲水漏電現象。