变电站户外刀闸操动机构防雨罩的研发及应用

张 辉，杨震强，张小兵

（1.西安供电局，陕西 西安 710032；2.西北电网有限公司，陕西 西安 710048）

变电站户外刀闸操动机构防雨罩的研发及应用

张 辉1，杨震强2，张小兵1

（1.西安供电局，陕西 西安 710032；2.西北电网有限公司，陕西 西安 710048）

近年来，随着西安电网规模不断扩大，越来越多的户外刀闸转动轴和刀闸闭锁锁具发生锈蚀，造成现场倒闸操作时，常发生因锁具无法正常开启而被迫解锁的情况，增加了误操作发生的几率。同时，刀闸辅助开关经常发生直流接地，影响直流系统的稳定运行并可能造成故障情况下短路器误动、拒动，扩大事故范围。为了消除这些隐患，需要研究有效的技术措施以确保变电站的安全运行。因此，有必要研发刀闸防雨罩以减缓户外刀闸操作转动轴锈蚀，并防止因雨水渗入刀闸内部造成直流系统接地，确保倒闸操作安全和故障时断路器的正确动作。

1 存在的主要问题

据2007年统计数据，西安供电局户外变电站共45座，占所辖变电站总数的61.6%。在户外变电站中，GW4-110、GW4-220、GW7-330型刀闸约占户外刀闸总量的84.6%。根据现场统计，这几种刀闸在运行中存在较多问题，具体情况如表1所示。

(1) 户外刀闸操作转动轴和刀闸闭锁锁具锈蚀严重。以西安供电局为例：西安地区年降水量约500mm，其中春季约40mm、夏季约240mm、秋季约200mm、冬季约20mm，西安大部分地区属于3级污染区。在此环境下运行的户外变电站，容易因进水造成户外刀闸转动轴锈蚀及刀闸闭锁锁具锈蚀，进而影响操作人员进行倒闸操作。

表1 变电站户外刀闸运行主要问题统计 (单位 ：次)

(2) 直流接地异常频发。变电站运行中因夏、秋季降雨量较大，雨水顺刀闸转动轴渗入刀闸辅助开关，导致直流接地，给变电站安全运行带来极大的隐患。据统计，每年因雨水渗入刀闸辅助开关造成直流接地的故障占直流接地故障总数的65%以上。

2 解决方案总体思路

通过现场调查，分析直流接地刀闸转动轴渗水和锈蚀原因，认为用防雨罩遮挡刀闸转动轴、辅助开关和闭锁锁具这一措施，可以防止户外刀闸操作转动轴锈蚀，减轻闭锁锁具锈蚀现象。

3 关键技术

经过现场反复试验，确定防雨罩倾斜度为30°、锥面半径15cm，并利用机械加工技术制作防雨罩模具，可确保其在有效范围内起到防雨的作用。同时，可将其安装于各类刀闸传动杆上，使其不影响运行人员开锁及操作刀闸。为防止防雨罩锈蚀，确保不影响倒闸操作及人员安全，防雨罩采用天然橡胶、再生胶等原料制作。为确保防雨罩能使用3～5年，根据硫化技术和工艺要求，加入6条加强筋，使其拉伸强度、硬度达到实用标准，确保防雨罩不变形，并保证研发成本的投入效益。

4 实施及应用

4.1 产品设计

通过调查和取证，以及数次模拟试验，制定了设计方案并确定了模型的大小、尺寸、安装设计及原材料。图1为户外刀闸操动机构防雨罩示意图。图中所示防雨罩安装于刀闸传动轴上，刀闸传动轴管径分别有：4.5cm、5cm和6cm3个标准，防雨罩根据传动轴最大管径6cm确定安装部位尺寸，且设计有5mm深的安装槽。防雨罩30°的倾斜度可有效阻挡9 8%的雨水；锥面半径15cm，可有效遮挡闭锁锁具及辅助开关，且安装于距转动槽35cm～45cm的高度，确保锁具的操作不受影响。因西安市地处陕西关中地区，年平均湿度为35%RH，故防雨罩设计未考虑湿度对刀闸操动机构和锁具的影响。

4.2 组织实施，验证效果

研制成的防雨罩首先安装在问题较多的220kV枣园变电站GW4-220和GW4-110型刀闸操作转动轴上。经多次进行冒雨测试，证明防雨罩具有防水的直接功效。2007年全年220kV枣园变未发生因刀闸辅助开关进水引起的直流接地故障，闭锁锁具均无需维护更换。为了更好地验证防雨罩的功效，并解决其他变电站运行中的同类异常现象，2007年-2008年陆续将防雨罩安装于330kV南郊变、110kV浐河变、金花变等变电站。根据2008年秋季的调查，户外刀闸操动机构安装防雨罩1年的变电站，未发生因辅助开关进水引起的直流接地故障，并且安装后刀闸转动轴和闭锁锁具未出现因锈蚀须维护更换的情况。

4.3 安全效益

变电站户外刀闸操动机构防雨罩在陕西电网的成功研制及应用，不仅有效地杜绝了户外刀闸辅助开关的直流接地，而且使闭锁装置保持完好性和操作刀闸的便捷性，防止了操作人员的误操作事故，保证了操作任务的顺利完成。

5 结束语

变电站户外刀闸操动机构防雨罩的研发及应用，加强了变电站的安全运行，防止了不安全因素的发生，提高了操作的效率，保证了对外供电的可靠性和经济性。

1 国家电网公司防止电力生产重大事故的二十五项重点要求. 北京：中国电力出版社，2001

2 国家电网公司直流电源系统管理规范. 北京：中国电力出版社，2006

3 杨德钧，沈卓身. 金属腐蚀学(第2版). 北京：冶金工业出版社，2004

4 李延林. 橡胶工业手册(第五分册). 北京 ：化工工业出版社，1993

5 刘国财. 安全科学概论. 北京：中国劳动出版社，1998

6 国家电网公司. 防止电气误操作安全管理规定. 北京：中国电力出版社，2005

7 国家电网公司. 电力安全工作规程(变电站和发电厂电气部分). 北京：中国电力出版社，2005

8 国家电网公司. 十八项电网重大反事故措施. 北京：中国电力出版社，2005

2009-09-25）