隔离开关电动操动机构箱输出杆防雨装置的研究

李晓玲 张跃峰 张耀琪 吴尉民 范怀昆

（云南电网有限责任公司昆明供电局）

0 引言

云南多家变电所、变电站相继发生隔离开关进水受潮导致拒分的事故：由于室外隔离开关进水，使二次开关元件受朝，进而造成二次开关误发信号，使得隔离开关无法正常分合闸。对隔离开关进行事故后的检修，不仅延长了断电的时间，也加大了电网安全风险。目前，各大隔离开关制造商所提供的机构箱的保护级别一般都是IP55，从理论上来说，它达到了户外防尘防水的要求。但是，由于频繁使用导致密封件的密封性变差，从而使得雨水通过输出杆进入到机构箱中。在不妨碍隔离开关工作的情况下，经过大量比较实验，本文开发了机构箱输出杆防雨器。实际应用表明，采用此套设备可以很好地防止隔离开关机构箱进水和机构箱内积水，保证电气设备的安全可靠运行。

1 存在问题及原因分析

机构箱内动力输出杆与机构外的操作连杆通过过渡连接件相连，机构箱出口处的密封靠过渡件压紧密封垫完成。昆明已有的室外隔离开关大部分使用寿命超过6年，在机构箱中故障中，因潮湿引起行程开关和辅助开关失效的数量约为22.2%，这类突发事故很可能会引起更大的连锁事故，扩大停电范围。文中选取两个主要的故障作为实例。2017年7月，在220kV鲁中线线路257断路器从冷备用向热备用切换过程中，在合上I母侧2571隔离开关的时候，进行了一次状态检验，发现2571的一次检验结果处于不确定的状态，并在后台接收到2571隔离开关的“两位远程通信状态异常”信息，但没有接收到2571的开关分位回复。该2571隔离开关是在2008年2月生产的。现场检查结果是，连日降雨，雨水顺着操纵杆流入装置，使2571的二次元器件受潮，造成传递隔离开关分合闸位置信号的辅助开关的失效。2017年11月，500kV龙厂乙线II母侧58222隔离开关的信号显示不准确，一次装置状态与后台监控不符。经现场检测，此故障为雨水沿着操作杆流入机构箱内，二次开关受潮所致［1］。

图1 常见隔离开关机构箱与操作连杆连接结构

原因考虑为： （1）运行环境影响。昆明地处中国西南地区，地处云贵高原的中心地带，海拔1895米，一年到头气温变化幅度大，极端天气较多。在这样的工作条件下，隔离开关的防水密封会加速老化，一旦出现漏水，很容易引起隔离开关内部元件的破坏。（2）现有隔离开关机构箱结构设计影响。隔离开关机构箱的顶盖是横向的，不带排水孔，容易在顶盖上积累雨水，密封条在潮湿的环境中更易老化失效。（3）不能完全密封的防水装置。由于密封件的压力不足，或者密封件出现损坏，使得雨水通过密封件渗透到机构箱中，导致电气部件受湿而损坏。经过对两起事故的确认和分析，本文认为这两起事故都是由于雨水从隔离开关的操纵杆流入到机构箱内，相关二次元件受湿所致。

2 防水处理措施

2.1 处理措施

隔离开关电动操动机构箱一般都会发生不同程度的漏水现象，造成其内部元器件的锈蚀，严重威胁隔离开关的使用。该问题至今尚未完全解决。本文对进水的主要原因、当前所采取的主要预防措施和仍存在的主要问题进行了剖析，并提出具体的解决方案，包括对动触头、触指及挡雨罩的部分结构进行改善，利用热缩材料技术，从根本上对该设备的关键进水部位进行处理，并对其应用效果展开分析。经过严格的测试，证实了这种方式的实用性［2］。

要解决电动操动机构箱内部积水的问题，首先要做的就是堵塞，防止雨水渗入；其次是疏通，设置足够的排水途径，将水给排出来。在 “堵”和 “疏”之间，首先要解决的问题是“堵”，要把漏洞堵死，太过依靠放水的方法也是不可取的。排水口的位置很难判断，部分排水口很有可能会被沙尘、淤泥堵塞，失去排水功能。针对“堵”的问题，本文提出了一种在原有设计构造基础上采用密封胶等材料进行处理的方法。这样的处理方式，就需要对绝缘材料的选用，以及检修人员的安装工艺进行严格的要求。加了密封材料的隔离开关，在使用时需要将触点进行夹持或打开，这样就会对其密封口的密封效果造成破坏。因此，经过长时间的使用后，粘接部位可能会出现裂纹。

（1）加大机构箱防水检查力度。在对断路器机构箱进行渗漏检测的时候，如果发现有渗漏的地方，可以用防水材料来堵塞，比如机构箱渗漏的地方是前门，在安装机构箱的时候，可以将机构箱设置成一个倾斜的角度，将完全密封的部分放在上面，这样就可以减少雨水进入机构箱的几率。采用外加钢板焊接或内加钢板焊接的方式，将整个隔离开关机构箱出现渗水和可能出现渗水的区域进行填充，并在焊接区域进行涂抹防水材料的处理，以降低该区域出现锈蚀的几率，提高焊接钢板的使用寿命。同时，也可在其内部关键部件上增加一层由防水材料构成的防护层，防止因雪或持续降雨而引起的长期渗漏对部件的侵蚀。此外，在安装隔离开关机体箱时，安装者可将多雨区域的机体箱用防水胶水充填，使其完全封闭，如果需要打开机体箱，只需将防水胶水加热后除去。如图2所示，隔离开关机构箱的防渗水工作也可以采用内防水胶＋外防水胶带的方式来进行，这种方法的防水胶涂抹要从机构箱内部入手，用防水胶来填充机构箱上部及四周缝隙，在外部用防水胶带来覆盖机构箱上部及四周缝隙，达到隔离开关机构箱整体防渗水的目的。

图2 隔离开关机构箱防渗水

（2）拆除连接杆，换上抗热抗湿的衬里材料，使过渡接头紧紧地贴在衬里上，但传统方案在施工中必须断电。为此我们开发出一套在不停电情况下进行安装的防水设备，可有效地防止隔离开关机构箱的渗水。这种设备是以40mm、140mm的橡皮圆片为主，之所以采用这种胶片，是因为它的结构与环境的关系很小，而且它的模制、制造、裁剪以及装配都很容易。机构箱的顶端用围绕10mm厚的橡皮衬里做成一个40mm 的敞口防水凸面，凸棱比机构箱顶面高10mm，且排液棒之间紧紧连接在一起，以防止雨水通过所述的排液棒渗透到机构盒中。在竖直连杆与输出轴相连的一端，安装一个防雨盘，它由5mm厚的密封胶垫构成，它的内径与竖直连杆的外径相同，用玻璃胶将它粘在了输出连杆上，使得它的外形像是一个伞盖，而且它的面积比防雨凸棱要大，从而构成了第一到排水坡面，这样雨水就不会直接落在防雨凸棱上。另外，本设计可以与隔离开关制造商协作，将盒子顶部表面朝周围的方向向下倾斜，构成一个二次排水坡度。

2.2 处理效果

将触角与遮雨板接触的那一小部分，改造成四角凸起的梭型结构，不影响触角的导电能力和触角的安装方法。如此一来，触手槽内部的裂缝就会被彻底堵住，再也不会出现漏水的问题。经过改良后的防雨罩，被制成了上凸的圆柱锥体结构，并且这个圆柱锥体部分还使用了热缩材料。在防雨罩安装到指定位置之后，使用热风扇对防雨罩上凸的圆柱锥体结构进行热缩，这一部分与触指的实体结构完美地吻合，并且具有一定的缩紧力，从而让防雨罩紧紧地贴在了触指上。遮雨板是一个向上凸起的圆柱状结构，这样可以让雨水快速的从锥状表面流下来，而不会在遮雨板密封的地方出现积水，也不会让雨水渗透进来。改造后的波纹管，用卡环固定在波纹管的根部，再用胶带进行封口，极大程度上杜绝了漏水的可能性。对于排水孔，建议对GW16型隔离开关动触头座根部的排水孔进行封闭，但连接叉底部排水孔不能封闭；对于GW17隔离开关，在拉开状态下要用硅树脂封口，以避免在拉开状态下从这里进水。另外，对于GW16型隔离开关，将其连接叉与电动操动机构箱对接处的根部断面作倾斜形，并在倾斜面的最低点开一个排水孔，使雨水能够很好地积聚并排出［3］。

3 结束语

截至2018年九月，在发生故障设备上，安装在上面的改良装置已经经历了季节的改变，两个装置仍然正常运行，即使有轻微的老化，隔离开关机构箱也没有再次进水，证明该设备具有良好的防水效果。通过实际应用表明，采用密封垫片制成的防水装置具有良好的防水效果，能在不停电的情况下，较好地解决隔离开关操动机构箱操纵杆出口进水的问题。在进行常规维修时，应加大对该设备的巡查力度，及时发现防水装置是否有产生的裂纹和老化等问题。当隔离开关满足维修要求后，应及时替换原有的隔离开关，以完全消除渗水漏电现象。