GW7-252型隔离开关故障分析与改造

金佳敏，潘益伟

（国网浙江省电力公司温州供电公司，浙江 温州 325000）

0 引言

GW7-252型隔离开关为三柱水平旋转式双断口高压交流隔离开关，其静触头在分闸位置时与中轴成45°，合闸时动触头水平旋转，带动静触头旋转入位（以下定义为触头转入式），由于结构简单、维护方便，在220kV户外配电装置中应用十分广泛。但某制造厂生产的该型隔离开关产品在实际运行过程中，由于设计、选材、工艺等方面问题，如静触头结构不合理、零部件材质不良、传动连杆强度不足等，导致隔离开关在操作过程中频繁出现合闸不到位、相间水平连杆弯曲断裂等问题，严重影响设备和电网的安全稳定运行。

针对GW7-252型隔离开关在运行中出现的问题，对该型号隔离开关的导电部分、传动部分进行了一系列的完善化改造，收到了显著的效果。通过此次完善化改造，大大提高了设备健康水平，对解决GW7-252型隔离开关在操作中存在的问题具有借鉴意义。

1 运行情况及故障分析

目前，国网温州供电公司投运的GW7-252型隔离开关共56台，均为2005年前后出厂。该隔离开关在合闸操作中，频繁发生合闸不到位、相间水平连杆断裂等故障，合闸操作成功率较低。2011年9月，在某220kV变电站220kV正母线路复役操作过程中，发生了站内10组GW7-252型隔离开关同时合闸不到位的严重故障。经过对GW7-252型隔离开关静触头的解体检查，分析故障原因如下：

（1）静触头内部零部件未按户外设备标准设计，耐腐蚀性能差。轴类零件采用钢材表面渗锌工艺，长期运行后锈蚀严重，若锈蚀物落入夹紧弹簧，将影响静触头正常转动。因夹紧弹簧、扭力弹簧、固定静触指的相关附件防锈措施不到位，长期运行后已不同程度锈蚀。

（2）隔离开关分闸过程中，由于静触头带孔销锈蚀，夹紧弹簧作用失效，静触头根部和转轴间的摩擦力增加，导致静触头分闸复归不到位，再次合闸时动触头顶住静触头触指，大大增加合闸时的操作阻力，导致合闸不到位。

（3）相间水平连杆钢管壁较薄，强度不足，操作时受阻力挤压后，极易弯曲变形甚至断裂，影响整体传动距离。

2 完善化改造方案

该产品底座、底座轴承、绝缘子、机构箱等部件运行状态良好，未发现闸刀机构或二次元件受潮锈蚀、底盘转动卡涩等问题，因此在本次完善化改造中不做改动，重点对导电回路、传动回路进行完善化改造。

2.1 完善导电回路

隔离开关原产品采用触头转入式结构，目前三柱水平旋转式隔离开关触头应用较多的结构还包括水平翻转式和水平嵌入式结构，水平翻转式即动触头先水平旋转至静触头内，自身再翻转45°与静触头接触。考虑到原闸刀机构输出功率、角度、时间等因素，本次完善化改造中导电部分采用水平嵌入式结构，即动触头水平旋转，直接嵌入静触头。同时更换静触头、动触头、主导电杆等导电部件。原静触头如图1所示，改造后的静触头如图2所示。

图1 完善化改造前

2.2 完善传动回路

更换包括垂直连杆、主刀传动杆、主刀传动拐臂、相间水平连杆等传动部件。传动结构由单杆推（拉）式改为双杆一推一拉式，使操作更为轻便、传动受力均衡，确保分合同期不变、传动稳定。

图2 完善化改造后

3 完善化改造中遇到的问题及处理方法

3.1 导电回路各元部件的连接

由于更换后的静触头、主导电杆与原绝缘子连接法兰尺寸不一致，需定制金属过渡盘。金属过渡盘由锻铝合金焊接而成，对接孔应考虑尺寸偏差，预留2mm。

地刀静触头通过金属过渡盘与导电部分实现连接。由于地刀静触头对接孔相对外移12mm，为保证其位置不变，地刀静触头需要内移12mm。接线板需充分考虑导线金具开孔数量、高度、角度、材质等因素，并采用可调节式，以方便现场搭接。导电回路各元件安装前，必须清除各接触表面的氧化物，并涂抹导电膏。

3.2 垂直连杆与主传动杆的连接

定制垂直连杆抱箍，内置具有自润滑功能的复合轴套，实现垂直与水平方向的传动转变。主传动杆传动拐点处设置闭锁挡板，确保传动过位时的可靠保护。

3.3 主传动杆与相间水平连杆的交叉

原单杆推（拉）式连杆传动改为双杆一推一拉式连杆传动后，主传动杆与相间水平连杆需要交叉。现将相间水平连杆位置降低30mm，主传动杆位置升高45mm，实现主传动杆与相间水平连杆错位。考虑到主传动杆位置升高后对主传动轴抗弯强度的影响，又增加了轴的支撑力度并相应升高45mm。

3.4 操作机构输出参数匹配核算

基本参数与原设计保持一致，原操作机构基本参数为：电机功率0.55 kW，分/合闸时间8 s，电机转速1400 r/min，减速箱变比375，主轴旋转角度180°，旋转柱瓷瓶转动角度为71°。

操作机构输出转矩核算：考虑各种机械损耗，估算操作机构垂直轴额定输出转矩约为1200Nm，主回路分/合闸最大负荷为650Nm，操动机构额定输出转矩远大于最大负荷。同时根据隔离开关分/合闸特性，在启动分闸时或合闸即将到位时有较大负载，此时电机瞬时最大输出转矩还可增加一倍以上。因此，原操动机构与传动回路匹配，能很好实现分/合闸操作。

3.5 安装调试和各项技术性能测试

（1）导电回路水平、同期性能调试：调节B相（主动相）绝缘子，确保动触头与两端静触头啮合在同一水平高度上，调节同相两边断口的同期性，使偏差不大于5mm；按照以上步骤和要求，依次调节A相、C相（从动相）的水平和同期性能。安装相间连杆时，调节三相联动时的三相同期性，使偏差不大于20mm。

（2）限位联锁装置调试：调节分/合闸限位装置，应距离闭锁挡板5mm，调试主刀与地刀的联锁装置，机械联锁应配合精确。

（3）手动、电动分/合闸测试：手动分/合闸操作5次正常；在额定电压下，电动分/合闸操作5次以上正常，机构动作应平稳，无卡阻、冲击等异常情况。

（4）回路电阻测试：回路电阻不大于120μΩ。

4 结语

（1）对GW7-252型隔离闸刀实施完善化技术改造，在不改变隔离开关机构、底座、绝缘子的基础上，通过将动、静触头更改为水平嵌入式结构，将三相水平连杆由单杆更改为双杆推拉式，提高传动和接触可靠性，解决了合闸不到位的缺陷。经过测试，各项技术指标符合要求。实际应用表明，完善化改造后隔离开关运行状态稳定，可靠性得到提高。

（2）本方案同样适用于其他三柱水平旋转式双断口隔离开关的完善化改造。

[1]陈爽.GW7-220隔离开关完善化改造[J].华中电力，2003（2）∶66-67.

[2]寇海荣，梁峻伟.220kV高压隔离开关完善化改造[J].高压电器，2011（8）∶68-71.