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DianqigongchengYuzIdonghua 三主 GW16型高压隔离开关分合闸不到位故障原因及处理方法 倪惠浩 (广东电网公司江门供电局，广东江门529000) 摘 要：通过对 GWI6型高压隔离开关分合闸不到位的各种故障原因进行分析，找出消除缺陷的方法，从而提高电气设备的安全运行水平 保障电力系统的供电可靠性。 关键词：GWI6型高压隔离开关：分合闸不到位 故障原因；消除缺陷 0 引言 瓷瓶相连的一对伞齿轮2带动平面双四连杆 3运动 ，从而使下导 电管6顺时针转动合闸，逆时针转动分闸；由于调整螺杆装配 4与 近年来 ，由于工业不断发展 ，因使用年限过长、制造工艺不完 下导电管6的铰接点不 同，从而使与调整螺杆装配 4上端铰接的 善、维护管理不科学等因素的影响，在我局变 电站广泛使用 的 操作杆 5相对于下导电管6作轴向位移，而操作杆 5的上端与齿条 GW16折臂式户外高压隔离开关在运行 中普遍存在着转动部件锈 8固连，这样齿条 8的移动便推动齿轮 9转动，从而使与齿轮轴固连 蚀、传动不到位、分合闸不到位及动、静触头接触点过低、静触头发 的上导电管 13相对于下导电管6作伸直 (合闸)或折叠 (分闸)运动 ； 热、瓷瓶断裂等问题。 另外，在操作杆5轴向位移的同时，平衡弹簧7按预定的要求储能或 例如仅我局 220kV外海变 电站 2003年安装投产 的 37组 释能，最大限度地平衡刀闸的重力矩，以利于刀闸的运动。 Gw16A_126(D)W ／1250型高压 隔离开关 ，截止 目前 已有 l0组出 夹紧运动：高压隔离开关 由分 闸位置向合闸方 向运动的过程 现分合闸不到位的缺陷；220kV群星变电站2002年安装投产 的13 中，并在接近合闸位置 (快要伸直)时，滚轮 l1开始与齿轮箱 1O上的 组GW16A一252W (2500A)型高压隔离开关，同样有 1O组出现上述 斜面接触，并沿着斜面继续运动。于是，与滚轮 ll相联的顶杆 l4便 缺陷，为此而进行的停 电检修工作不断，严重影响着供 电可靠性和 克服复位弹簧 l5的反作用力向前推移，同时动触头座 l9内的对称 电网安全。因此，加强对 GWl6型高压隔离开关的管理和维护措 式滑块增力机构把顶杆 l4的推移运动转换成触指 l8的相对钳夹运 施，研究如何提高 GW16型高压隔离开关分合 闸不到位故障的技 动。当静触杆 16被夹住后，滚轮 11继续沿斜面上移3～5mm，直至 术改造措施，成为摆在检修工作人员面前的重要课题。 完全合闸，此时夹紧弹簧 l2的力已作用在顶杆上。在这个过程中， 1 产品结构与工作原理 由于顶杆 14被设计成推压柔性杆，故原已预压缩的夹紧弹簧 12 1．1 产品结构 被第二次压缩 ，并作用在顶杆 14上，使得项杆 14获得一个稳定的 GWl6型高压隔离开关结构外形主要由底座装配、绝缘子、主闸 推力，从而使触指 18对静触杆 16保持一个可靠不变的夹紧力 。当 刀系统、接地开关系统等部分组成，其主闸刀详细结构如图1所示 。 开关开始分闸时，滚轮沿斜面 向外运动，直到脱离斜面。此时，在复 位弹簧 15的作用下，顶杆 14带动触指 18张开呈 “V”形 。 2 原因分析 2．1 外部传动部件锈蚀 群星和外海2个变 电站地处我市工业区，空气污染较严重，户 外高压 电气设备受到酸雨、盐雾和电化学反应的影响也较严重。长 期的受风雨侵蚀，加之国产高压隔离开关 由于零部件材质较差、加 工粗糙 ，以及防锈处理工艺不 良等原因，许多设备 的零部件镀层脱 落，产生锈蚀变形。 2009--2010年 ，我们在上述2个变电站的大型停电检修过程 中，发现GW16型高压隔离开关普遍存在外部转动部件锈蚀、变形 等现象 ，导致操作时出现传动卡滞、主刀导电杆伸不直或分、合 闸 不到位等缺陷，严重威胁电力系统的安全运行。 2．2 绝缘滚轮破裂变形 如果滚轮因材料不好导致变形磨损 ，甚至破裂，将严重影响 GW16型高压隔离开关的分合 闸和动触片的夹紧力。为此 ，我们在 外海站停 电检修的过程中，对分合 闸不到位的5组GW16型高压 隔离开关的 l1个滚轮进行了仔细查看。结果发现 ，故障刀闸的绝 缘滚轮状态大部分 比较差，经过长期的受力和外界环境的腐蚀 ，大 图 1 主闸刀结构图 1一旋转瓷瓶 2一伞齿轮 3一平面双四连杆 4一调整螺杆装配 5一操作杆 多已出现变形磨损、松动等情况，少数甚至出现裂痕的情况。由此 6一下导电管 7一平衡弹簧 8一齿条 9一齿轮 1O一齿轮箱 11一滚轮 可知，绝缘滚轮破裂变形是GW16型高压隔离开关分合闸不到位 12一夹紧弹簧 13一上导电管 14一项杆 15一复位弹簧 l6一静触杆 的主要原因之一。 l7一支持瓷瓶 18一触指 l9一动触头座 20-支轴 2．3 上导 电管顶杆锈蚀 1．2 工作原理 上导电管顶杆主要作用是拉动触指，使触指夹紧静触头导电 本高压隔离开关的运动过程是 由2部分运动复合而成的，即 杆 ，要求具有一定的机械强度。 折叠运动和夹紧运动。 电流的集肤效应使得大部分电流经上导 电管传导，但顶杆也 折叠运动 ：由CJ7A机构驱动旋转瓷瓶 1作水平转动，与旋转 会有一部分电流流过。该部分电流通过顶杆时会发热，也容易吸引 机 电信息 2012年第9期总第327期 1 l皇兰三堡量叟垫 DainqigongchengyuZidonghua 灰尘和杂质 ，同时动触头座杯形端头内的积水也会渗透 。虽然铜是 制了图纸 。随后根据图纸进行了加工生产 ，最后得 出样品。 不活泼金属 ，在潮湿 的空气 中也会慢慢发生如下化学反应 ： (3)实施检查。通过查阅资料 ，我们得知不锈钢顶杆和原铜质 4Cu+2H2+302+2CO2=2Cu2(0H)2CO3，生成我们俗称的铜绿。日益增 顶杆用腐蚀机进行寿命试验 ，通过腐蚀试验机 l0次共 120h的试 厚 的铜锈导致顶杆和动触头座 的摩擦力增大，当大于复位弹簧的 验后，得出结论 ：铜顶杆的耐腐蚀寿命大约为 3年 ，不锈钢顶杆耐 弹力时就会引起动触头无法分合闸。 腐蚀寿命在 lO年以上 。相对于隔离开关8年 的大修周期，在此期 2．4 泄水孔位置不 当 间内，铜质顶杆需要频繁更换 ，而不锈钢顶杆则一般不需要更换。 在群星和外海变 电站停电检修过程中，我们发现动触头座内 3．4 增加竖直方向辅助泄水孔 部有积水，杯型端头排水孑L无法将雨水泄出。这是因为当初动触头 (1)确定辅助泄水孔位置 。隔离开关在合闸竖直状态时，为了 座设计只考虑了隔离开关分闸水平位置时的情形，在合闸竖直放 使动触头座内的积水全部流 出，辅助泄水孔应在动触头座斜圆柱 置时，底部的积水不能从泄水孔流出，从而导致 了内部积水。而且 面的最底端 。考虑到为了同时方便分闸水平状态时，内部积水彻底 杯型端头排水孔只有 4mm大小，雨水进入杯型端头，因水的表面 流出，辅助泄水孔应在动触头座水平状态 时的正下方 。因此确定位 张力在排水孔处形成水膜 ，造成雨水无法及 时排出，长时间与铝氧 置：辅助泄水孔在动触头座正下方 15cm处。 化形成氧化铝粉末 ，卡阻动触头剪刀 口的正常开启，严重影响隔离 (2)确定泄水孔直径 。我们选用万 向摇臂钻床来实施钻取动触 开关的分、合闸。 头座辅助泄水孔，为了确定钻孔孔径的大小，我们分析对比了常用 尺寸钻孔径的优缺点：当孔径小于 4,6rrllTl时，泄水孔较小，不容易 3 采取的改进措施 进异物 ，但积水流出慢，易堵塞：当孔径大于4,6咖 时 ，泄水孔稍 3．1 采用合适的润滑材料和传动部件材料 大，积水流出较快，但容易进入小虫子等异物 。最后确定选用孔径 (1)我们发现GW16型高压隔离开关检修之前，各外部转动部 为4,6mm的钻孔，同时具有流水较快、异物不易进入 的优 点。 件虽然也涂有黄油或凡士林 ，但长期受风雨侵蚀 ，夏天较热润滑油 (3)实施检查 。在钻取辅助泄水孔之后 ，无论分、合 闸状态 ，都 被太阳暴晒后流失，冬天润滑油和灰尘、铁锈等一起作用下结成一 能使动触头座 内的积水完全流 出。同时，我们在动触头座 内顶杆接 层干枯的硬层，使转动轴粘结在一起 ，导致转动困难卡涩 。 头和活动销轴处涂抹润滑效果 良好的二硫化钼锂基脂 ，这样就可 为防止上述情况发生，所 以决定对 隔离开关的拐臂 、拉杆、转 以大大解决了动触头座内受潮氧化腐蚀的状况 。 动轴承等外部传动部件，使用喷涂WD一40万能防锈润滑剂代替抹 4 效果检查 黄油或凡士林 。 (2)传动部件使用 的轴套多为铁质或铜制，在雨水、潮气 ，特别 从2009年9月到2010年7月，我们利用群星和外海变电站主 是酸雨的作用下，非常容易生锈 ，造成摩擦力增大，传动力减小，直 变停 电检修的 良好时机，制订实施 了上述的4大对策。经过南方夏 接造成主刀闸分合不到位。因此可将黄铜轴套更换为不易腐蚀生 季高温、多雨和台风的考验 ，我们统计 了2010年 7月至2011年2 锈的铬 、镍的含量达到一定 比例 的复合轴套 。 月市区变电站 GW16型高压隔离开关的操作故障情况：群星和外 (3)实施检查用喷涂 WD一40万能防锈润滑剂代替抹黄油或凡 海巡维中心共 5O组GW16型高压隔离开关，只有 5组出现故障问 士林后，润滑剂能渗入到传动轴的内部，润滑部件由线改为面 ，而 题，年故障率由实施前的40％降低为实施后的 10％。 且不结垢，效果良好，各拐臂、拉杆、轴承等操作灵活、省力。复合轴 通过对现有故障刀闸进行分析，可以看出分合 闸不到位缺陷已 套不易生锈，摩擦力小 ，传动力大，主刀 闸较分合闸容易到位 。 经基本解决，主要缺陷也变成导电铝板氧化。至于仍有外金线 选用新型绝缘滚轮 隔离开关出现分合闸不到位情况，这是因为该刀闸第一次出现此缺 (1)选定材料。由于现在使用的GW16型高压隔离开关是 20 陷，尚未根据上述4种方法进行检修处理。我们相信只要运用本文的 世纪9O年代的产品，使用 的是环氧树脂材料 的绝缘滚轮 ，长年累 方法 ，就能基本解决分合闸不到位的故障，并基本不再第二次出现。 月在户外条件下操作，容易磨损、变形 。因此 ，可 以考虑选用强度 5 结语 高、不磨损的不锈钢滚轮 ，但是使用不锈钢滚轮与上导电顶杆形成 通过实际对GW16型高压隔离开关分合 闸不到位故障的原因 回路，产生分流现象，因此不可取 。随着现代科技的发展，我们找到 分析和缺陷处理，大大减少了临时性故障停 电检修时间，获得了良 了一种价格较低、抗压强度非常高的尼龙滚轮 。该滚轮的耐磨能力 好 的社会效益和经济效益 ，有效地保证 了供 电可靠性和 电网安全。 非常好 ，在无润滑的条件下都可操作 ，基本不发生变形和破裂，灵 此次改造 ，改进 了老型号产 品的设计缺陷，使老产品得到更新 活易动，操作无阻力 。 升级 ，提高 了设备的健康等级，使用寿命得到延长 。从根本上防止 (2)方案实施 。最后，我们决定选用新型高强度尼龙滚轮，同时 了GW16型高压隔离开关因操作卡阻而导致的拒动 ，甚至瓷瓶断 在滚轮 内轴涂抹薄薄的一层 白色凡士林起润滑作用 。 裂现象，实现 了主网设备缺陷的 “可控、能控、在控 ”。尹 (3)实施检查。通过更换新型高强度尼龙滚轮 ，基本不会产生 变形，滑动效果良好 ，能够更好拉动顶杆的向下运动 ，使触指钳夹 [参考文献] 静触杆 ，合闸效果 良好。 [1]黄敏如，李顺尧．GW16型隔离开关合 闸不到位分析与处理 [J]．科 3．3 选用耐腐蚀 的顶杆材料 技经济市场，2006(9) (1)选定材料。上导电管 内部的顶杆材料为铜 ，既然铜容易受 [2]董修峰，刘荣才．6W16(17)-252型高压隔离开关完善化改造情况 潮锈蚀产生铜绿 ，那么我们就应该选定更换一种 能够耐氧化腐蚀 与分析 [J]．电力技术，2010(5) 的材料 。我们对 比了铝、铜、铁、不锈钢 4种常见金属 的性能，从硬 度、强度、韧性、导电性、导热性、耐氧化性 、耐腐蚀性等方面进行综 合考虑 ，结果不锈钢的综合性能得分最高，同时我们将铜顶杆更换 为不锈钢顶杆的想法征求了厂家的意见，得到了厂家的认可和支 收稿 日期：201卜12—24 持，最后选定材料为不锈钢 。 作者简介：倪惠浩 (1985一)，男，广东江门人，变电检修高级工，主 (2)方案实施。我们用游标卡尺精确测量了顶杆 的尺寸，并绘 要从事 l10kV及以上变电站一次电气设备的检修、维护工作。 2