220kV户外隔离开关缺陷分析及处理

冯学斌

（广东电网有限责任公司江门供电局,广东 江门529000）

1 GW16型户外隔离开关的构造特点及运行现状

1.1 构造特点

在220kV变电站中，GW16型隔离开关是较为重要的电器设备之一，其主要功能是对检修设备与电源进行有效隔离。该隔离开关最为显著的特点是机械与电气性能都十分稳定，其结构如下图所示。

GW16型隔离开关构造示意图

GW16型隔离开关的动触头系统为单臂折叠式；整个传动机构全部密封于导电管内，这种设计使得传动部件基本不会受到外界环境的影响；导电管内平衡弹簧的主要作用是平衡动力原件的重力矩，由此能够使分合闸更加轻便、平稳；顶压脱扣装置的加入有效确保了隔离开关的可靠合闸，在各种外力的作用下，如风、地震、电动力等等，都不会影响隔离开关的工作状态；在关节部位设计了耐磨性能优良的导电滚动触指；当接地闸刀合闸时为先旋转然后在竖直并向上直接插入至静触头当中，整个合闸过程安全、可靠；支撑与旋转瓷瓶全部采用的是高强度瓷套，其特点是抗弯、抗扭强度高。

1.2 运行现状

在220kV变电站GW16型隔离开关主要是在户外运行，换言之，其长期暴露在大气环境当中，从而使得环境和气候条件对开关的运行可靠性和稳定性的影响非常大。通过对大量应用GW16型隔离开关的变电站进行调查后发现，机构、齿轮盘以及传动杆等主要部件的锈蚀是引起操作失灵及合闸不到位的关键原因。当部件出现锈蚀之后，便会导致转动或传动联结卡涩，同时，部件本身的机械强度也随之降低，严重时甚至会造成部件变形损坏。由于刀闸多数都是安装在母线下方，为确保供电可靠性，即便在停用时，也很少对其进行检修，从而造成了隔离开关长期失修的情况，实践证明，隔离开关动作的次数越少，其故障问题就越多。当隔离开关运行一段时期后，各种缺陷便会集中显现，特别是在冬季时缺陷问题更为严重，并且几乎所有的缺陷都表现为分合闸困难，或分合不到位。

2 GW16型户外隔离开关的缺陷分析

由于GW16型隔离开关为国产设备，其生产工艺相对较差，加之受户外环境的影响，致使隔离开关在运行过程中出现了诸多的缺陷和隐患，导致缺陷的主要原因如下：其一，由于传动部分及导电回路长期暴露在大气环境当中，受雨水、潮气、腐蚀性尘埃及各种有害气体的侵蚀和影响，致使传动部分出现锈蚀和卡涩。其二，动、静触头在长期操作和氧化作用的影响下，触头表面的镀银层磨损严重，致使接触电阻增大，从而引起触头接触不良。例如，220kV鹤山站的GW16型隔离开关的动静触头存在接触点过低的问题，导致这一问题的原因如下：母线管的设计相对较细且跨度较大，致使母线管下坠；刀闸静触头导电环采用的是单圈240钢芯铝导线，导电环过细，容易发生变形；刀闸分闸时动触头仍然对静触头存在夹紧力，由此会引起导电环变形。其三，夹紧与复位弹簧的质量不好，弹簧本身的抗腐蚀性较差，长时间使用后，弹性会降低，夹紧力也会随之下降。其四，由于刀闸拐臂处锈蚀、干涩，加之滚轮卡阻，致使刀闸拐臂无法正常伸直。其五，因传动系统生锈变形，造成动作灵活性降低，操作力矩增大，从而使得分合闸比较困难。其六，接地刀闸的密封性较差，雨水常常会经由传动轴渗入到机构箱中造成零件锈蚀，由此会引起操作不灵活。

3 GW16型户外隔离开关缺陷的处理方法

针对220kV变电站GW16型户外隔离开关的缺陷问题，可采取如下方法进行处理：

3.1 对隔离开关上臂的处理

（1）由于站内部分刀闸的运行时间较长，致使大部分动触头的触指均出现了烧伤的痕迹，通过检查发现，有些触指的烧伤十分严重，已经无法进行维修，所以只能通过更换来予以解决。

（2）因部分压紧和复位弹簧的性能失效，从而无法很好地完成分合闸动作，故此需要对其进行更换。

（3）刀闸上臂提升杆的腐蚀情况比较严重，需要进行更换。

（4）对老化损坏的防雨罩进行更换，并对动触头座下无排水孔的进行加钻排水孔处理。

（5）对静触头进行检查，并对有关接触面进行清洁和涂抹凡士林。

（6）对老化、锈蚀严重的部件进行更换，并进行密封处理，同时在装配弹簧时涂抹二硫化钼，借此来提高部件的润滑性能和抗腐蚀性。

（7）对尚未影响安全运行的静触头可以用酒精加以清洁，以此来除去氧化层。

（8）将被拉成椭圆形的导电环向上压，使之变圆，并减小导电环的直径。

（9）对磨损情况比较严重的滚轮进行更换，并在刀闸拐臂处和滚轮出加润滑油。

（10）对已经出现转动的刀闸传动连杆进行调节，或对机构与垂直连杆上的连接盘进行调节，以此来消除刀闸拐臂无法伸直的问题。

（11）对导电带进行检查，并将接触面上的氧化层全部去除，然后进行打磨，再擦拭干净。需要注意的是，打磨时要尽可能的轻一些，以免损伤到镀银层，如果发现有断股的现象应当进行更换。

3.2 对下导电臂的处理

由于GW16型隔离开关的缺陷问题一般都是上臂原因引起的，所以对下导电臂只需要进行检查处理即可，主要包括以下内容：

（1）将齿轮箱打开并对箱内的部件进行检查，确认无缺陷问题后，加入适量的二硫化钼，借此来提高齿轮的抗腐蚀性能。

（2）检查平衡弹簧，确认无问题后，添加适量的二硫化钼，借此来增强润滑和抗腐蚀性能。

（3）对齿轮条进行检查，看有无损坏现象，如果发现缺齿、断齿应及时更换。

3.3 对卡涩问题的处理

（1）将裸露在外的传动轴全部更换为不锈钢材质，并将轴套更换为复合轴套，这种轴套主要是由钢基表面、烧结青铜、聚四氟乙烯三层复合而成，其最为显著的特点是具备自润滑功能，可以显著减少轴与套之间的摩擦力，有助于传动效率的提高。

（2）将所有开口销全部更换为不锈钢材质，并使用硅酮类防水密封胶在弹性圆柱销两端进行封堵，这样能够起到一定的隔离作用，可以防止腐蚀。

（3）将旋转瓷瓶上端的橡皮垫和主闸刀中的缓冲垫全部更换为硅橡胶材质，这样能够使老化时间延长，并且还能改善防水性能，有助于延长其使用寿命。

3 结论及建议

综上所述，通过对符合检修条件的GW16型户外隔离开关进行有针对性的维护、检修后，基本消除了缺陷，隔离开关的安全隐患随之大幅度降低。针对GW16型隔离开关的缺陷问题提出如下几点建议：其一，在隔离开关设计制造的过程中，应当减小动触头座定位螺栓与配合孔之间的间隙；其二，应当尽可能采用非焊接结构，轴、销等部件应当采用不锈钢材质；其三，应对上下导电管接头部位采用密封胶密封，这样能够提高防水性。

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