隔离开关触头带电检修维护清洗平台研制

张一军，郑晓东，赵寿生，董升，周彪，陈文通，姜林波

（国网浙江省电力公司金华供电公司，浙江　金华　321000）



隔离开关触头带电检修维护清洗平台研制

张一军，郑晓东，赵寿生，董升，周彪，陈文通，姜林波

（国网浙江省电力公司金华供电公司，浙江金华321000）

〔摘 要〕针对当前人工方式处理隔离开关故障需停电检修维护带来的不便，分析了带电检修维护清洗平台的工作原理，通过对平台零部件的选择及其作业流程的分析，研制了智能化带电检修维护清洗平台，将传统人工方式维护与带电检修维护清洗平台维护效果进行对比，得出2种方式维护效果基本一致，满足了接触电阻的标准，且触头维护合格率都达到100％。

〔关键词〕隔离开关；触头；带电检修；清洗平台

0　引言

隔离开关如发生缺陷或故障需停电维修，将直接导致与之相连的所有设备都要同时停电，扩大了停电范围，严重影响了供电可靠性。在当前电网可靠性要求下，有必要进行隔离开关带电检修新工艺的探索与研究。

1　隔离开关故障分析及处理

由于电流的热效应，GW4，GW7型隔离开关在运行过程中，当触头接触电阻过大时将发生过热现象，并且造成隔离开关静触头转动部分卡涩、分合闸不到位等故障。近年来，隔离开关缺陷数量呈逐年增加的趋势。传统的隔离开关缺陷处理方式需要停电，并涉及登高作业、吊机操作等危险因素，存在诸多不便。

要避免隔离开关故障，必须在安全的前提下，定期对触头表面进行清理，保持触头表面接触状况良好，使隔离开关的接触电阻值在正常范围内，同时延长隔离开关触头的检修维护周期，提高设备与电网的可靠性。

2　带电检修维护清洗平台的功能要求

从安全性角度分析，所研制的带电检修维护清洗平台应对于室内外隔离开关均可进行带电作业，且应携带方便、安全可靠，能实现智能化遥控操作等功能。

带电检修维护清洗平台主要由移动载体平台、绝缘平台、操作机械臂、回转机构、驱动平台、数据采集传输系统等模块组成。它的功能要求如下。

（1）将机械强度十分可靠的移动载体平台作为检修平台底座，在变电站有限的安全作业空间内，实现作业平台的支撑、水平调整功能，满足控制系统及附件的安装条件。

（2）绝缘平台采用等电位模式，实现高电压作业环境下操作机械臂、作业工具的承载，以及自身的旋转、升降功能。

（3）在满足检修运动范围、安全距离、强度、刚度等要求的基础上，操作机械臂将前端作业工具送达工作需要范围内的具体位置。

（4）回转机构通过毛刷的运动、与绝缘升降平台的回转运动及操作机械臂的直线运动的合成。在满足带电作业要求、保证清扫效果的基础上，实现对不同规格隔离开关动、静触头的清洁及涂抹凡士林的功能；并在动、静触头表面形成一层抗氧化油膜，改善触头转动部分的卡涩现象。

（5）驱动平台采用气泵驱动。在满足带电作业工具所需的绝缘性能要求、驱动元件与动力之间绝缘要求等条件下，提供带电检修维护清洗平台的各种操作动力，保证带电作业时带电检修维护清洗平台、操作人员和变电站的绝缘安全。

（6）数据采集传输系统通过无线控制装置完成数据采集、操作目标识别、分析和决策，在满足带电作业绝缘要求的基础上，实现带电检修维护清洗平台相关组件运动状态数据的动态采集、清扫轨迹的生成和控制、移动载体的快速自动调平以及作业中发生意外情况的快速响应。

带电检修维护清洗平台应能适用于220kV及以下的电压等级，主要针对GW4-110及GW7-220 2种型号的隔离开关。带电检修维护平台的工作原理如图1所示。

图1　带电检修维护清洗平台工作原理

3　带电检修维护清洗平台的研制

通过查询试验数据得知：隔离开关过热时的接触电阻均在500 μΩ以上。而要确保隔离开关正常运行，必须要求接触电阻在150 μΩ以下。此外，还需要带电检修维护清洗平台能对隔离开关动、静触头涂抹凡士林，保持触头转动灵活、可靠。

由于在工作过程中实施人与设备的分离可最大程度地保证人身安全，因此，应制定对策表并由专人负责实施。带电检修维护清洗平台零部件选择如表1所示。

表1　带电检修维护清洗平台零部件选择

带电检修维护清洗平台作业流程如图2所示。

图2　带电检修维护清洗平台作业流程

4　带电检修维护清洗平台现场试验及效果

在某变电所对带电检修维护清洗平台进行模拟试验。选取1组触头污垢积存较严重的GW4型隔离开关，分别测量其维护前后触头的接触电阻值，并模拟带电情况，在隔离开关触指和触头上加试验电压146kV（模拟试验电压通过隔离开关远程控制箱和数据采集箱加于触头两侧）。其中，A，B相触头则采用传统的人工方式进行维护，而C相触头则先加模拟试验电压，后采用带电检修维护清洗平台进行维护。结果如表2所示。

表2　2种维护方式后的触头接触电阻值

通过表2发现，带电检修维护清洗平台维护后的触头导电部分污垢可以完全去除，露出触头表面镀银层，使触头能可靠接触，接触电阻值合格。

在某220kV变电所开展计划性检修的同时对带电检修维护清洗平台进行试验工作。选取其中5 组GW7型隔离开关，在每组隔离开关触头两侧分别采用传统的人工方式和带电检修维护清洗平台进行维护，并测量维护后的接触电阻值，其结果如图3所示。

从图3可以看出，对于220kV变电所的5 组GW7型隔离开关，维护前5组隔离开关的触头接触电阻值平均为707.4 μΩ，而传统的人工方式维护后的接触电阻值平均为112.6 μΩ，带电检修维护清洗平台维护后的接触电阻值平均为116.6 μΩ，均低于接触电阻标准值150 μΩ。同时，触头维护合格率为100％，并且每个触头转动灵活、可靠，触头表面形成一层保护膜。

由此可知，所研制的隔离开关触头带电检修维护清洗平台的维护效果与人工维护基本一致，维护后触头的接触电阻合格，满足规程规定，完全可以代替传统的人工维护方式。

图3　隔离开关触头维护前后接触电阻值

5　结论

（1）通过建立隔离开关触头带电检修维护清洗平台模型，成功研制了适用于GW4，GW7型隔离开关的带电检修维护清洗平台。

（2）将传统的人工方式维护与带电检修维护清洗平台维护进行对比，发现在相同类型闸刀的基础上，带电检修维护清洗平台的维护效果和人工维护效果基本一致，都满足接触电阻的标准要求，触头维护合格率达到100％。触头经过带电维护后，效果良好：触头转动灵活可靠，不卡涩；隔离开关分合闸到位，操作不费力。

（3）延长了设备的使用寿命，降低了设备的停电时间，减少了设备维护费用；节省了人工和车辆；降低了隔离开关故障率。

（4）此平台改进空间还很大，下一步可设计引弧、均压、抗强电场干扰等部件。

参考文献：

1 袁向群，张宗九.500kV SPOLT/2T系列隔离开关触头系统结构特点及维护措施［J］.华东电力，2003，31（7）：66-67.

2 张煦.变电站隔离开关常见故障及预防措施［J］.内蒙古电力技术，2009，27（1）：54-55.

3 吕念明，黄伟坚，胡泰.220kV变电站隔离开关静触头过热原因分析及解决方案［J］.电工技术，2006，27（12）：63-64.

收稿日期：2015-09-10。

作者简介：

张一军（1965-），男，高级工程师，主要从事变电检修管理工作，email：guipan8@163.com。

郑晓东（1966-），男，工程师，主要从事变电检修工作。

赵寿生（1970-），男，高级工程师，主要从事变电检修管理等工作。

董升（1987-），男，工程师，主要从事变电检修工作。

周彪（1982-），男，高级工程师，主要从事变电检修工作。

陈文通（1984-），男，工程师，主要从事变电检修管理工作。

姜林波（1989-），男，助理工程师，主要从事变电检修工作。