论文部分内容阅读
摘要：220kV隔离开关是发电厂的重要设备，其能否正常运行直接关系到发电厂对外供电的可靠性。本文重述了隔离开关检修的方法及工艺，并提出了一些个人的建议，供专业人员参考。
关键词：隔离开关 导电杆 支持瓷瓶 操作机构
中图分类号：TV文献标识码： A
1．引言
陡河电厂共有隔离开关84组，220kV#1站41组，七十年代投入运行，#2站43组，八十年代投入运行。由于运行环境不好及本身结构设计先天不足，运行中曾出现过以下异常情况：
（1）雨天时，操作机构箱进水，造成直流接地。
（2）黄油脱脂干枯结块，轴承座转动不灵活，造成隔离开关合不上，拉不开。
（3）垂直拉杆采用接缝管，下雨时焊缝处密封不好进水，天冷时结冰胀裂，不能承受扭力，造成隔离开关合不上，拉不开。
（4）支持瓷瓶分、合闸时断裂。
这些异常情况，直接威胁着运行设备的安全。通过全体专业人员共同努力，经过几年时间，此被动局面才有所好转。
随着系统容量的增大和周围环境污染的日趋严重，相继更换了隔离开关的导体和大爬距高强度瓷瓶。又采用喷涂PRTV的方式提高防污闪水平。现在隔离开关的缺陷越来越少，运行越来越稳定，但因其直接关系到对外线供电的可靠性，所以重述隔离开关检修，加深人们印象，防止再次出现上述严重情况。
2．隔离开关及其操作机构简介
我厂现有隔离开关主要有2种型号，分另为西安高压开关厂生产的GW4-220型和河北华能源电力设备有限公司生产的GW4H-220型隔离开关。GW4H-220型隔离开关为新型的自力式隔离开关，用来逐渐替代GW4-220型隔离开关，改造时只更换导电部分，不更换瓷瓶及操作机构。操作机构型号有3种，分别为西安高压开关厂生产的CJ5型，CJ6型和CJ6-Ⅰ型。
2.1 隔离开关
2.1.1 GW4-220型隔离开关
本型隔离开关为双柱水平式，由底架、支持瓷瓶、导电系统、接地刀闸及传动系统组成。
（1）底架
由槽钢和钢板焊接而成，底座两端各安装有轴承座。
（2）瓷柱
每极有两根，每柱由两个实心棒形瓷瓶迭加而成。瓷柱的下端固定在轴承座上端的传动板上，瓷柱上端固定主导电部分。
（3）导电系统
导电部分固定在瓷瓶上端，主刀闸分为两半，接触部分在中间，接触部分触头见图1，合闸时圆形触头嵌入两排触指内，中间触指为5对。出线端（见图2）固定在瓷瓶上端，出线端为12对紫铜锥形触指，导电杆为Φ6012.5紫铜管，出线座可在360度范围内转动。
图1中间断口触头图2 导电杆滚动触头各部名称
1—导电杆；2—触片；1—罩； 2—导电柱；3—轴；4—弹簧；5—锥形滑动触头；
3—弹簧；4-—罩；5—圆柱触头6—出线接线座；7—隔块；8—支撑件；9—螺母；10—导电杆
（4）接地刀闸
接地刀闸下端装于底座传动轴上，上端安装接地刀动触头，静触头装于导电杆上。接地刀与主刀闸间设有机械连锁，以保证按规定程序动作。
（5）传动系统
主刀闸由操作机构带动底座中部传动轴旋转180度，通过水平连杆带动一侧瓷柱旋转90度，并籍交叉连杆使另一瓷柱反向旋转90度。保证两侧刀闸向一侧分开或闭合。隔离开关为三极联动型式。
2.1.2 GW4H-220型隔离开关
现在我厂正逐步用GW4H-220型自力式隔离开关更换老的GW4-220型隔离开关，更换时指更换导电部分，其它部件未更换。现简要介绍一下GW4H-220型自力式隔离开关的导电部分。
主导电系统采用自力式触头系统，触头系统不需要弹簧来压紧触点，依靠触棒本身的弹性来保持接触压力。触棒材料由特殊材质的铜铬合金制成，具有极好的弹性稳定性。触头、触棒表面采用石墨镀银技术。导电管采用高强度锻铝管，接线座采用软导电带结构，保证接线板和导电杆之间的电流导通，同时也能保证接线板接上导线后不会与导电杆一起转动。
2.2 操作机构
操作机构的工作原理是由三相交流380V异步电动驱动，通过齿轮、蜗轮、蜗杆减速，使隔离开关分合，当机构转轴转动到分合闸终点位置时，限位开关动作切断电机电源。操作机构配有手柄可以在现场手动操作。
三种操作机构的工作原理相同，只是操作时间不同。CJ5型操作时间为2.7秒，CJ6型操作时间为4.5秒，CJ6-Ⅰ型操作时间为4秒。
3．检修工艺及注意事项
3.1导电部分检查
3.1.1 GW4-220型隔离开关
导电杆两侧出线端的接触面和与之相连的软导线线夹人接触面应平整，无变形，无过热痕迹。用沾有清洗剂的白布将接触面擦干净并涂抹一层中性凡士林。要求使用镀锌螺栓，平垫、弹垫齐全，螺栓的长度以紧固好螺母后，露出3~5扣为合格。接触面要用0.0510mm塞尺进行检查，8080mm以上接触面塞不进6mm。
导电杆两侧锥形滚动触头应完好无损，转动灵活，无烧蚀点。弹簧无失效、无变色退火现象，并清洗干净，涂抹一层中性凡士林后组装。如图1所示。
打开刀闸口防雨罩，检查拉簧、压簧无锈蚀、无失效，弹性良好。用沾清洗剂的白布擦净油污，涂抹中性凡士林。紧固好防雨罩。如图2所示。
3.1.2 GW4H-220型隔离开关
和GW4-220型隔离开关不同的是GW4H-220型隔离开关利用挠性连接的软铜带代替了滚动连接，检查时应特别检查螺栓应紧固，平垫、弹垫齐全。铜导电带无断裂、无褶皱，无过热变色。出线端下部轉动部分应密封良好，不漏水。触棒和触头与导杆连接用螺栓应紧固，平垫、弹垫齐全。各部位镀层完好，无过热、变色。所有平面接触的部位应用0.0510mm的塞尺进行检查。如图5所示
图5 GW4H-220型隔离开关检查部位
3.2支持瓷瓶，
未涂PRTV的瓷瓶要求清扫干净，露出瓷釉本色。检查无掉块及放电痕迹，特别注意检查与金属法兰连接的附近部位有无裂痕。此连接处应粘合牢固，填料饱满，并涂有防水胶。必要时用专用探伤仪器进行超声波探伤，并做好记录。
3.5重点注意事项
（1）调整触头与两排触指同时接触。隔离开关在电动操作分、合闸时速度非常快，连接传动部分的各个轴孔都有一定的框量，支持瓷瓶转动的灵活程度也不一样，所以每一次合闸触头进入触指间和其接触的点都不相同。如果手动调整时，触头进入触指间接触偏向一侧，考虑到电动合闸时接触的误差，有可能发生触头与触指相碰撞的情况，造成损坏触指或支持瓷瓶损伤的严重后果。
（2）合闸后每一相导杆都呈直线状态，因为导杆呈一直线时，触头进入触指间的距离最大，触指压缩量最大，对触头的压力也大。接触电阻小，运行后不过热。
（3）分、合闸终端位置，垂直轴拐臂与限位螺丝间应有1~3mm间隙。因为每相隔离开关两支支持瓷瓶中心距2650mm，导电杆分别固定在两支瓷瓶的顶端，铜导电杆每对重85kg，新更换的铝导电杆每对重45kg。当电动分、合闸时，如果拐臂与限位螺栓相碰撞，高速速旋转的支持瓷瓶骤然间停止转动，长1325mm、重42.5kg（或22,5kg铝导杆）的导电杆作用在近3m高的支持瓷瓶上所产生的力距，会对其形成一定的破坏作用，同时也会扭伤垂直拉杆或电机过负荷。故要求分、合闸终端拐臂与限位螺栓间有1~3mm间隙，调整方法可通过在操作机构检修完后，安装与隔离开关相连的拉杆前，送上电源单试操作机构来检查调整，找出最理想的状态，之后再连接拉杆带隔离开关检查调整。如不能满足要求，可更换箱内拨动限位开关的钢片可调整其位置，提前点时间断开电源，使分、合闸操作最后靠惯性到达终点位置。
（4）隔离开关出线端与软导线设备线夹连接螺栓所使用的平垫应符合电气配电设备检修工艺规程的要求。因为线夹材质软，使用普通平垫紧固螺栓容量变形，不能保持接触面接触良好。
（5）为防止垂直拉杆内部存水而开的排水孔，经过多年运行有的已经堵死，应及时进行疏通，以防止天冷时内部存水结冰，胀裂垂直拉杆，影响分合闸操作。
4．建议
（1）隔离开关从七十年代，八十年代投入运行到更换导电杆和支持瓷瓶，唯独没有更换过操作机构，随着运行时间的增加，机构也逐渐磨损老化。如条件允许可逐步进行更换，且尽量采用动作时间长的机构。因为在满足灭弧能力的前提下时间越长，分合闸动作越平稳，触头和触指接触的准确度越高，瞬间接触点也最理想。现220kV站内机构动作时间有2.7秒、4秒、4.5秒三种，可统一成4.5秒。
（2）定期开展支持瓷瓶的无损检测工作。
（3）新更换的GW4H-220型隔离开关的导电杆多处采用焊接方式，建议按动作次数或运行时间，对焊口进行金属探伤。
（4）对于新更换的GW4H-220型隔离开关，定期检查其接线座处的密封情况，防止内部存水腐蚀铜导电带或在备用时因天冷内部存水结冰而影响正常的合闸操作。
本文讨论了隔离开关检修的方法及工艺，并提出了一些个人的建议，供专业人员参考。
关键词：隔离开关 导电杆 支持瓷瓶 操作机构
中图分类号：TV文献标识码： A
1．引言
陡河电厂共有隔离开关84组，220kV#1站41组，七十年代投入运行，#2站43组，八十年代投入运行。由于运行环境不好及本身结构设计先天不足，运行中曾出现过以下异常情况：
（1）雨天时，操作机构箱进水，造成直流接地。
（2）黄油脱脂干枯结块，轴承座转动不灵活，造成隔离开关合不上，拉不开。
（3）垂直拉杆采用接缝管，下雨时焊缝处密封不好进水，天冷时结冰胀裂，不能承受扭力，造成隔离开关合不上，拉不开。
（4）支持瓷瓶分、合闸时断裂。
这些异常情况，直接威胁着运行设备的安全。通过全体专业人员共同努力，经过几年时间，此被动局面才有所好转。
随着系统容量的增大和周围环境污染的日趋严重，相继更换了隔离开关的导体和大爬距高强度瓷瓶。又采用喷涂PRTV的方式提高防污闪水平。现在隔离开关的缺陷越来越少，运行越来越稳定，但因其直接关系到对外线供电的可靠性，所以重述隔离开关检修，加深人们印象，防止再次出现上述严重情况。
2．隔离开关及其操作机构简介
我厂现有隔离开关主要有2种型号，分另为西安高压开关厂生产的GW4-220型和河北华能源电力设备有限公司生产的GW4H-220型隔离开关。GW4H-220型隔离开关为新型的自力式隔离开关，用来逐渐替代GW4-220型隔离开关，改造时只更换导电部分，不更换瓷瓶及操作机构。操作机构型号有3种，分别为西安高压开关厂生产的CJ5型，CJ6型和CJ6-Ⅰ型。
2.1 隔离开关
2.1.1 GW4-220型隔离开关
本型隔离开关为双柱水平式，由底架、支持瓷瓶、导电系统、接地刀闸及传动系统组成。
（1）底架
由槽钢和钢板焊接而成，底座两端各安装有轴承座。
（2）瓷柱
每极有两根，每柱由两个实心棒形瓷瓶迭加而成。瓷柱的下端固定在轴承座上端的传动板上，瓷柱上端固定主导电部分。
（3）导电系统
导电部分固定在瓷瓶上端，主刀闸分为两半，接触部分在中间，接触部分触头见图1，合闸时圆形触头嵌入两排触指内，中间触指为5对。出线端（见图2）固定在瓷瓶上端，出线端为12对紫铜锥形触指，导电杆为Φ6012.5紫铜管，出线座可在360度范围内转动。
图1中间断口触头图2 导电杆滚动触头各部名称
1—导电杆；2—触片；1—罩； 2—导电柱；3—轴；4—弹簧；5—锥形滑动触头；
3—弹簧；4-—罩；5—圆柱触头6—出线接线座；7—隔块；8—支撑件；9—螺母；10—导电杆
（4）接地刀闸
接地刀闸下端装于底座传动轴上，上端安装接地刀动触头，静触头装于导电杆上。接地刀与主刀闸间设有机械连锁，以保证按规定程序动作。
（5）传动系统
主刀闸由操作机构带动底座中部传动轴旋转180度，通过水平连杆带动一侧瓷柱旋转90度，并籍交叉连杆使另一瓷柱反向旋转90度。保证两侧刀闸向一侧分开或闭合。隔离开关为三极联动型式。
2.1.2 GW4H-220型隔离开关
现在我厂正逐步用GW4H-220型自力式隔离开关更换老的GW4-220型隔离开关，更换时指更换导电部分，其它部件未更换。现简要介绍一下GW4H-220型自力式隔离开关的导电部分。
主导电系统采用自力式触头系统，触头系统不需要弹簧来压紧触点，依靠触棒本身的弹性来保持接触压力。触棒材料由特殊材质的铜铬合金制成，具有极好的弹性稳定性。触头、触棒表面采用石墨镀银技术。导电管采用高强度锻铝管，接线座采用软导电带结构，保证接线板和导电杆之间的电流导通，同时也能保证接线板接上导线后不会与导电杆一起转动。
2.2 操作机构
操作机构的工作原理是由三相交流380V异步电动驱动，通过齿轮、蜗轮、蜗杆减速，使隔离开关分合，当机构转轴转动到分合闸终点位置时，限位开关动作切断电机电源。操作机构配有手柄可以在现场手动操作。
三种操作机构的工作原理相同，只是操作时间不同。CJ5型操作时间为2.7秒，CJ6型操作时间为4.5秒，CJ6-Ⅰ型操作时间为4秒。
3．检修工艺及注意事项
3.1导电部分检查
3.1.1 GW4-220型隔离开关
导电杆两侧出线端的接触面和与之相连的软导线线夹人接触面应平整，无变形，无过热痕迹。用沾有清洗剂的白布将接触面擦干净并涂抹一层中性凡士林。要求使用镀锌螺栓，平垫、弹垫齐全，螺栓的长度以紧固好螺母后，露出3~5扣为合格。接触面要用0.0510mm塞尺进行检查，8080mm以上接触面塞不进6mm。
导电杆两侧锥形滚动触头应完好无损，转动灵活，无烧蚀点。弹簧无失效、无变色退火现象，并清洗干净，涂抹一层中性凡士林后组装。如图1所示。
打开刀闸口防雨罩，检查拉簧、压簧无锈蚀、无失效，弹性良好。用沾清洗剂的白布擦净油污，涂抹中性凡士林。紧固好防雨罩。如图2所示。
3.1.2 GW4H-220型隔离开关
和GW4-220型隔离开关不同的是GW4H-220型隔离开关利用挠性连接的软铜带代替了滚动连接，检查时应特别检查螺栓应紧固，平垫、弹垫齐全。铜导电带无断裂、无褶皱，无过热变色。出线端下部轉动部分应密封良好，不漏水。触棒和触头与导杆连接用螺栓应紧固，平垫、弹垫齐全。各部位镀层完好，无过热、变色。所有平面接触的部位应用0.0510mm的塞尺进行检查。如图5所示
图5 GW4H-220型隔离开关检查部位
3.2支持瓷瓶，
未涂PRTV的瓷瓶要求清扫干净，露出瓷釉本色。检查无掉块及放电痕迹，特别注意检查与金属法兰连接的附近部位有无裂痕。此连接处应粘合牢固，填料饱满，并涂有防水胶。必要时用专用探伤仪器进行超声波探伤，并做好记录。
3.5重点注意事项
（1）调整触头与两排触指同时接触。隔离开关在电动操作分、合闸时速度非常快，连接传动部分的各个轴孔都有一定的框量，支持瓷瓶转动的灵活程度也不一样，所以每一次合闸触头进入触指间和其接触的点都不相同。如果手动调整时，触头进入触指间接触偏向一侧，考虑到电动合闸时接触的误差，有可能发生触头与触指相碰撞的情况，造成损坏触指或支持瓷瓶损伤的严重后果。
（2）合闸后每一相导杆都呈直线状态，因为导杆呈一直线时，触头进入触指间的距离最大，触指压缩量最大，对触头的压力也大。接触电阻小，运行后不过热。
（3）分、合闸终端位置，垂直轴拐臂与限位螺丝间应有1~3mm间隙。因为每相隔离开关两支支持瓷瓶中心距2650mm，导电杆分别固定在两支瓷瓶的顶端，铜导电杆每对重85kg，新更换的铝导电杆每对重45kg。当电动分、合闸时，如果拐臂与限位螺栓相碰撞，高速速旋转的支持瓷瓶骤然间停止转动，长1325mm、重42.5kg（或22,5kg铝导杆）的导电杆作用在近3m高的支持瓷瓶上所产生的力距，会对其形成一定的破坏作用，同时也会扭伤垂直拉杆或电机过负荷。故要求分、合闸终端拐臂与限位螺栓间有1~3mm间隙，调整方法可通过在操作机构检修完后，安装与隔离开关相连的拉杆前，送上电源单试操作机构来检查调整，找出最理想的状态，之后再连接拉杆带隔离开关检查调整。如不能满足要求，可更换箱内拨动限位开关的钢片可调整其位置，提前点时间断开电源，使分、合闸操作最后靠惯性到达终点位置。
（4）隔离开关出线端与软导线设备线夹连接螺栓所使用的平垫应符合电气配电设备检修工艺规程的要求。因为线夹材质软，使用普通平垫紧固螺栓容量变形，不能保持接触面接触良好。
（5）为防止垂直拉杆内部存水而开的排水孔，经过多年运行有的已经堵死，应及时进行疏通，以防止天冷时内部存水结冰，胀裂垂直拉杆，影响分合闸操作。
4．建议
（1）隔离开关从七十年代，八十年代投入运行到更换导电杆和支持瓷瓶，唯独没有更换过操作机构，随着运行时间的增加，机构也逐渐磨损老化。如条件允许可逐步进行更换，且尽量采用动作时间长的机构。因为在满足灭弧能力的前提下时间越长，分合闸动作越平稳，触头和触指接触的准确度越高，瞬间接触点也最理想。现220kV站内机构动作时间有2.7秒、4秒、4.5秒三种，可统一成4.5秒。
（2）定期开展支持瓷瓶的无损检测工作。
（3）新更换的GW4H-220型隔离开关的导电杆多处采用焊接方式，建议按动作次数或运行时间，对焊口进行金属探伤。
（4）对于新更换的GW4H-220型隔离开关，定期检查其接线座处的密封情况，防止内部存水腐蚀铜导电带或在备用时因天冷内部存水结冰而影响正常的合闸操作。
本文讨论了隔离开关检修的方法及工艺，并提出了一些个人的建议，供专业人员参考。