一种用于隔离开关机构箱传动杆的新型防水装置研制

曾忠

（广东电网有限责任公司河源供电局，广东 河源 517000）

2019 年5 月7 日，220 千伏热水站220 千伏热塔线线路及开关停电检修，操作完成后发现220 千伏热水站监控后台220 千伏热塔线2856B0 地刀位置与现场地刀位置不一致。经现场故障排查，发现是220 千伏热塔线2856B0 地刀机构箱内部原因引起，即对220 千伏热塔线2856B0 地刀机构箱进行开箱检查，发现地刀机构箱内部有积水，地刀辅助开关浸泡在积水里面，固定螺母和辅助开关触点腐蚀严重，测量地刀辅助接点发现因锈蚀无法接通，造成现场地刀与后台地刀位置不一致。检修班人员对220 千伏热塔线2856B0 地刀辅助开关进行更换，更换后后台与现场位置不一致缺陷消除。事后分析：220 千伏热塔线2856B0 地刀后台与现场位置不一致是因为地刀辅助接点锈蚀，无法正确反映地刀的实际位置；地刀辅助接点锈蚀是因为地刀机构箱与传动杆之间因为密封胶圈老化造成密封不良使机构箱进水，机构箱内的地刀辅助开关长期浸泡在水里或长期在潮湿的环境里造成地刀辅助接点锈蚀，回路不通。虽然此次事故未造成因地刀机构箱内交流系统进水而引起人员触电事故，但是增加了设备的停电时间，影响了设备的准时送电率。为防止隔离开关机构箱密封不良造成进水或渗水进入机构箱内部导致直流系统接地、交流发生短路事件；本文通过讨论并结合现场实际情况，决定设计一种变电站隔离开关机构箱传动杆新型防水装置来解决上述问题。

2 变电站机构箱现状

户外常规变电站隔离开关机构箱与箱外传动杆连接方式通常采用密封胶圈以及防水胶圈进行密封，由于传动杆正常的传动磨损、密封胶圈在外部环境中的正常老化等原因，通常雨水自上而下或箱体表面积水通过刀闸传动杆缝隙渗入机构箱内。当雨水或积水渗入机构箱内辅助开或接线端子上时，会使辅助开或接线端子锈蚀造成部分接点短接或者开路，如果信号回路接点被短接或开路，将会给后台误发信号或造成本间隔内刀闸操作需要解锁操作，如果隔离开关电机回路接线端子被短接或者开路，隔离开关便会引发误动或拒动，引发带负荷拉刀闸等恶性误操作事故。

3 现有隔离开关机构箱防水方案

现有的隔离开关机构箱防水方案都是防止雨水沿着传动杆进入机构箱内部的，无法有效防止机构箱表面积水进入机构箱内部。例如：一种隔离开关转轴防水装置，其特点是：包括橡胶管，该橡胶管沿轴向从中间被断开成为两个相同的半管，并且每个半管的底部均与一不锈钢半圆环板密封连接。采用此防水装置后，可以有效防止雨水通过转轴进入机构箱内，确保设备安全稳定运行。但是此方案中每个半管的底部均与一不锈钢半圆环板密封连接，在户外两种不同材料之间的密封无法长期保持良好的密封性，同时橡胶管在日晒过程中容易变质损坏；只能防止从上之下沿着传动杆而下的雨水进入机构箱，无法防止在机构箱表面积水渗入机构箱的问题。

4 隔离开关机构箱新型全方位防水装置

现在还未有同时防止隔离开关机构箱雨水进入和隔离开关机构箱积水渗入的方案，再实现不能影响传动杆正常的机械传动和隔离开关能在运行带电的情况下安装防水装置的条件，因此设计了一种用于隔离开关机构箱传动杆的新型防水装置（如图1 所示）。其中利用伞型状的防雨器改变雨水流向，使其不能沿着传动杆流入机构箱；利用机构箱表面建立圆柱体防渗水柱体，使机构箱表面积水无法渗入机构箱内部，同时防渗水圆环应在防雨器内部，故隔离开关机构箱新型全方位防水装置同时达到防雨水和防渗水的效果。

4.1 结构

新型全方位防水装置是在隔离开关机构箱传动杆处装设一套伞型状的防雨器（伞型状的防雨器制作要求不能影响隔离开关传动杆的正常机械传动），采用雨伞巧妙的力学原理改变雨水的流动方向，达到避水效果；同时，在隔离开关机构箱表面传动杆四周制作圆柱形防渗水圆环，圆环应在防雨器内部。当防雨器与防渗水圆环相互配合，才能有效防止隔离开关机构箱表面的积水渗入机构箱内部和雨水沿伞型状的防雨器进入机构箱内部，造成箱内导致直流系统接地、交流发生短路。

图1 隔离开关机构箱传动杆新型防水装置示意图

4.2 工作原理及制作方法

隔离开关机构箱传动杆的新型防水装置，利用不锈钢伞型防雨器改变雨水顺着传动杆流入机构箱内部的方向，使雨水顺着不锈钢伞型防雨器流至机构箱表面排出；同时，与在防雨器内部的永磁铁组成的防渗水圆环相互配合，让机构箱表面积水无法渗入机构箱内部。新型防水装置制作采用具有特殊性能永磁铁和密封胶制作刀闸机构箱表面传动杆四周圆柱形防渗水圆环，用双半圆永磁铁吸附在机构箱表面组成一个圆柱体，用密封胶进行封堵，保证防水圆环与刀闸机构箱表面粘连及密封良好，保证隔离开关机构箱表面的积水无法渗入机构箱内部；采用不锈钢材料制作隔离开关传动杆部分的伞型防水器，把不锈钢板根据现场隔离开关传动杆和机构箱表面圆柱体的尺寸制作成“伞型”模型（图1 所示，不锈钢伞形防雨罩），上部使用不锈钢扎带固定在隔离开关传动杆并用密封胶进行密封，下部完全包裹住机构箱表面的防渗水圆柱体。保证防水装置与传动杆的密封性，确保雨水沿防雨器表面掉落在圆柱形防渗水圆环外，同时，伞型状的防雨器不能影响隔离开关的正常传动，从而达到避水效果和防渗水效果，有效解决现场隔离开关机构箱渗漏水问题。

5 隔离开关机构箱传动杆新型全方位防水装置优点

隔离开关机构箱传动杆新型全方位防水装置是在现有的隔离开关机构箱防水装置的基础上进行改进和创新的，与其他常用的隔离开关机构箱防水装置相比具有以下优点：

（1）新型防水装置制作简单，隔离开关在带电运行时可进行安装。

（2）只需调整防雨器或者防渗水圆柱半径就可适用不同型号的隔离开关机构箱。

（3）伞型状的防雨器采用不锈钢材料制作，使连杆与伞型状的防雨器密封更加良好，在室外不易自然老化。

（4）此方案即解决了隔离开关机构箱防止雨水通过传动杆流入机构箱本体，也解决了机构箱表面积水通过传动杆缝隙渗水进入机构箱本体，到达全方位防水效果。

6 结语

户外式隔离开关机构箱基本处在恶劣的自然环境中，对隔离开关机构箱与传动杆的密封性及防水能力带来很大考验，目前还没有防止机构箱表面积水通过传动杆密封圈进入机构箱内部的解决方案。本文设计研制了一种新型隔离开关机构箱传动杆防水装置，采用防雨器与防渗水圆环相互配合，让雨水无法流入机构箱内部、机构箱表面积水无法渗入机构箱内部的全新防水装置，相对于其他只是防止雨水流入机构箱的防水装置有明显的优势，具有很好的使用价值和推广意义。