摘要：隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，提高隔離開關(guān)的運行可靠性，是當(dāng)前提高系統(tǒng)可靠性、保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的當(dāng)務(wù)之急。為了消除隱患，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行必須對設(shè)備進(jìn)行完善化改造，該文系統(tǒng)的論述了北京電力公司隔離開關(guān)存在的問題、相應(yīng)改造方案及效果分析。

關(guān)鍵詞：隔離開關(guān)；變電站；改造

隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，在變電站主設(shè)備中占的數(shù)量大，運行操作量也大。隨著電網(wǎng)中斷路器無油化、設(shè)備組合化，斷路器的可靠性不斷提高，敞開式隔離開關(guān)存在的問題日益突出。因此，提高隔離開關(guān)的運行可靠性，是當(dāng)前提高系統(tǒng)可靠性，保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的當(dāng)務(wù)之急。

1現(xiàn)狀

北京電力公司目前運行的敞開式隔離開關(guān)6230組。由于早期國內(nèi)各高壓開關(guān)廠家對隔離開關(guān)生產(chǎn)重視程度不足，生產(chǎn)管理相對落后，工藝、材料都存在一定的問題，造成隔離開關(guān)缺陷頻發(fā)，個別設(shè)備甚至投入運行時間很短，就開始發(fā)生拒動、瓷絕緣子斷裂、傳動機構(gòu)變形、接觸部位發(fā)熱等嚴(yán)重缺陷，降低了設(shè)備可靠性，系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行無法得到有效的保證。

北京電力公司加強了對隔離開關(guān)運行檢修的管理，從2000年開始逐步有針對性的對隔離開關(guān)進(jìn)行完善化改造，從根本上扭轉(zhuǎn)了隔離開關(guān)運行缺陷頻發(fā)的不利局面，隔離開關(guān)運行狀態(tài)逐步趨于穩(wěn)定。

2110kV系統(tǒng)隔離開關(guān)的改造

在110kV敞開設(shè)備中GW5隔離開關(guān)占98％以上。從2002年開始小批量試驗改造，到2003年完善化改造工作全面鋪開，已經(jīng)有60~70的GW5-110系列隔離開關(guān)完成了改造工作。

2.1改造前容易發(fā)生的問題

2.1.1各轉(zhuǎn)動部位的銹蝕問題

機構(gòu)卡澀主要發(fā)生在新安裝設(shè)備在第一次大修之前這段時間里，早期各國內(nèi)廠家設(shè)備生產(chǎn)中，使用的潤滑脂為普通黃油，熔點只有60~70℃，容易流失和固化，造成傳動機構(gòu)無潤滑、嚴(yán)重卡澀、銹死現(xiàn)象的發(fā)生。

手動機構(gòu)主軸與銅套銹蝕現(xiàn)象較普遍，以CS17為例，手動機構(gòu)主軸與銅套間隙窄小，潤滑油不能有效存留。潤滑油流失、老化之后，軸與套間長期得不到潤滑油的潤滑，特別是室外設(shè)備，受到雨水的侵蝕，銅套與鐵軸間產(chǎn)生電化銹蝕，操作時，輕者操作很費力、卡澀，重者隔離開關(guān)就根本無法進(jìn)行操作，拉不開、合不上。

隔離開關(guān)的軸承座內(nèi)上下各有一個單列圓錐滾珠軸承，軸承座外部沒有通向軸承內(nèi)的補油孔及通道，在長期運行中又無法補充潤滑油，因此潤滑油干枯后發(fā)生銹蝕，操作沉重，甚至無法操作。

軸承座下防塵罩設(shè)計不合理，雨水易積存在下防塵罩內(nèi)，使軸承座下端的軸承進(jìn)水。

2.1.2軸承部位的銹蝕問題

傳動箱內(nèi)傳動軸與軸承座間有一單列向心球軸承，該軸承上部有防塵罩，而下部卻暴露在空氣中。早期施工安裝軸承內(nèi)使用的潤滑脂為普通黃油，熔點只有60～70℃，容易流失和固化，使軸承處于缺油狀態(tài)，銹蝕卡死。

2.1.3導(dǎo)流系統(tǒng)的觸指燒損問題

發(fā)生導(dǎo)電接觸部位發(fā)熱缺陷，尤其是刀嘴發(fā)熱缺陷，主要由于導(dǎo)電膏較多，在其硬化后，與灰塵結(jié)合形成硬殼，使刀嘴導(dǎo)電接觸面接觸電阻急劇升高而發(fā)生發(fā)熱缺陷。

2.2完善化改造項目

2.2.1接線座內(nèi)固定板的改進(jìn)

接線座下端固定板與導(dǎo)電桿間增加一個與上軸套類似的絕緣軸套，這樣使導(dǎo)電桿與固定板隔絕，防止了分流現(xiàn)象的發(fā)生，同時也能防止發(fā)生銹蝕，即能保證導(dǎo)電桿靈活轉(zhuǎn)動，又不發(fā)生固定板分流現(xiàn)象。

2.2.2軸承座的改進(jìn)

軸承座內(nèi)上、下各有一個軸承，為能實現(xiàn)從外部向軸承內(nèi)部補油的目的，在軸承的內(nèi)腔建立油道，與外連接一個帶有逆止閥的注油嘴。由于軸承座內(nèi)有了固定油道，當(dāng)向注油嘴注油時，油在壓力作用下將會到達(dá)軸承處。

為徹底解決下防塵罩積水問題，改造件重新設(shè)計了防塵罩，并在軸承座下部加工出防塵罩扣入的槽，這樣下防塵罩既積不到水，又能將軸承內(nèi)的油密封起來，防止軸承內(nèi)油的流失。

2.2.3傳動拉桿接頭的改進(jìn)

傳動拉桿接頭的改進(jìn)主要是由滑動摩擦改為滾動摩擦，不含油變?yōu)楹停⒃黾臃缐m防雨的措施。

2.2.4導(dǎo)電回路的改進(jìn)

左觸指座的改進(jìn)主要目的是杜絕觸指的燒損。改進(jìn)后的左觸指座兩則各增加一個凸臺，在不影響觸指活動范圍的情況下，能起到阻擋觸指越出定位點的作用。

左觸指座裝配后，在每個觸指的尾端用鍍銀軟銅帶與左觸指座的凸臺用螺絲固定連接。這樣保證了接觸面的清潔，使接觸電阻穩(wěn)定不變，燒損觸指的現(xiàn)象就不發(fā)生了。鍍鋅彈簧上表面噴涂環(huán)氧樹脂，增加了絕緣性能，達(dá)到了防止分流和銹蝕的目的。

左觸指座的定位框板，由A3材質(zhì)改為85簧鋼板，在滿足機械強度的同時提高了防腐能力。

彈簧的固定銷也由原來的A3材質(zhì)換為不銹鋼材質(zhì)。

2.2.5潤滑脂的更換

隔離開關(guān)使用的潤滑脂更換為二硫化鉬鋰基脂，將導(dǎo)電膏使用方法進(jìn)行規(guī)范，在滑動接觸面上只涂抹微量的導(dǎo)電膏，之后馬上用潔凈的包裝布擦凈，保證導(dǎo)電膏的厚度只有薄薄的一層，只起隔絕空氣氧化的作用。

2.3改造效果

通過隔離開關(guān)的改造，我們認(rèn)為改造的效果十分理想，缺陷數(shù)量大幅度下降，尤其是分合卡澀的缺陷，幾乎未有發(fā)生。發(fā)熱缺陷也大幅度的下降，以變電公司為例，隔離開關(guān)發(fā)熱缺陷從每年200余條降低到70~80條，而且發(fā)熱缺陷的溫度也從高溫發(fā)熱，轉(zhuǎn)變到溫差異常為主，當(dāng)前隔離開關(guān)高溫發(fā)熱缺陷已經(jīng)極其罕見。

110kV隔離開關(guān)的設(shè)備健康水平得到了根本的改變，運行穩(wěn)定大幅度提高。

3220kV系統(tǒng)隔離開關(guān)的改造

220kV隔離開關(guān)目前共運行1039組，以三大國產(chǎn)開關(guān)廠設(shè)備為主。

3.1國產(chǎn)A廠

在220kV敞開設(shè)備中該廠隔離開關(guān)占56.9左右。由于在220kV敞開設(shè)備中該廠的GW6-220、GW7-220隔離開關(guān)占絕大多數(shù)，問題也比較集中。1999年起逐步進(jìn)行完善化改造工作，已經(jīng)有60~70的GW6-220、GW7-220系列隔離開關(guān)完成了改造。

3.1.1改造前容易發(fā)生的問題

導(dǎo)電回路的接觸面發(fā)熱。

隔離開關(guān)操作中發(fā)生卡澀、抗勁、機構(gòu)沉重，甚至發(fā)生完全卡死，拉桿變形，十字軸在操作中斷裂的現(xiàn)象。由于機構(gòu)卡澀造成的缺陷比重較大，造成此類缺陷的主要原因是：機構(gòu)的各種軸銷，轉(zhuǎn)動的拐臂等都采用了普通鋼材，而設(shè)備常年暴露在室外大氣中，受到潮濕和空氣污染造成的影響，產(chǎn)生銹蝕，造成機構(gòu)卡澀，傳動機構(gòu)連桿由于卡澀變形損壞，形成拒動。

3.1.2改造項目

將隔離開關(guān)傳動機構(gòu)中，活動部分改成不銹鋼材質(zhì)。改造前，隔離開關(guān)的拉桿頭部位活動夾插（主要用于GW7主拐臂與小拉桿、JW2地刀操作拉桿、GW6操作箱內(nèi)操作拉桿）的活動部分是鑄鐵鍍鋅材質(zhì)，容易銹蝕，卡死不動。

傳動機構(gòu)中的軸銷采用不銹鋼材質(zhì)，軸套改成油性粉末冶金、非金屬材料等材質(zhì)，使轉(zhuǎn)動部分徹底解決銹蝕和電化學(xué)反應(yīng)問題。改造前，隔離開關(guān)轉(zhuǎn)動部分大量采用軸銷與軸套配合的原理，所用的軸銷為鍍鋅鋼質(zhì)材料，而軸套為銅質(zhì)材料，運行一段時間之后，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，造成活動部位被反應(yīng)生成物完全卡死。

隔離開關(guān)拐臂與拉桿連接頭部位改為不銹鋼材質(zhì)。改造前，此部位為普通鋼質(zhì)材料，由于此部位為主傳動受力部件，受力較大，一旦發(fā)生銹蝕卡澀，就會造成拉桿扭斷、變形，隔離開關(guān)拒動。

另外在隔離軸承部位加注油孔，將GW7隔離開關(guān)靜觸頭部位定位擋板的活動軸銷更換為不銹鋼材質(zhì)，并增加油道，解決了潤滑油干涸、銹蝕問題。改造前，GW7型隔離開關(guān)靜觸頭部位定位擋板的活動軸銷原為鋼質(zhì)材料，銹蝕后使隔離開關(guān)靜觸頭不能很好的復(fù)位，操作中容易造成將觸指撞彎、接頭發(fā)熱等缺陷。

潤滑脂的更換為二硫化鉬鋰基脂，并規(guī)范導(dǎo)電脂的使用方法。

3.1.3改造效果

通過隔離開關(guān)的改造，缺陷數(shù)量大幅度下降，尤其是分合卡澀和發(fā)熱缺陷，已大幅度減少。

GW6、GW7隔離開關(guān)的健康水平得到了有效的提高。只有個別隔離開關(guān)在改造之后仍然存在操作數(shù)次后，分合不到位的現(xiàn)象，分析為檢修過程中的應(yīng)力釋放造成，大部分存在此現(xiàn)象的隔離開關(guān)只需要簡單的再次調(diào)整即可穩(wěn)定運行一個相當(dāng)長的階段。

該廠早期生產(chǎn)的GW6-2202000A-2500A產(chǎn)品，動觸頭結(jié)構(gòu)存在一定的問題，容易發(fā)生電化銹蝕，需要進(jìn)一步關(guān)注這項改造工作。

GW6-220應(yīng)加強監(jiān)測操作時的夾緊力，通過巡檢檢查接觸情況，并加強測溫，杜絕由于應(yīng)力釋放或夾緊力保持使彈簧疲勞，從而造成接觸壓力下降而發(fā)熱。

3.2國產(chǎn)B廠

在剩余的設(shè)備中，國產(chǎn)B廠的產(chǎn)品也占相當(dāng)大的比例。從2002年開始進(jìn)行改造，改造工作已經(jīng)基本完成。3.2.1改造前容易發(fā)生的問題

以GW7-220為例，導(dǎo)電回路的接觸面發(fā)熱；觸指硬度不足，正常操作中發(fā)生變形；傳動機構(gòu)設(shè)計不合理；傳動機構(gòu)部件嚴(yán)重銹蝕；由于設(shè)計吃度過大，隔離開關(guān)操作中發(fā)生卡澀、抗勁、機構(gòu)沉重，甚至發(fā)生完全卡死、拉桿變形、拉桿在操作中斷裂的現(xiàn)象。

3.2.2改造項目

更換所有觸指，采用硬度符合標(biāo)準(zhǔn)的材質(zhì)；更換加強的傳動機構(gòu)，更換單邊傳動為平行四邊形傳動，并加強了拉桿強度；傳動機構(gòu)部件和軸、銷更換為不銹鋼材質(zhì)；在廠家重新進(jìn)行形式試驗相關(guān)項目的基礎(chǔ)上，減小隔離開關(guān)吃度，減少合入和分開的沖擊。

3.2.3改造后效果

通過隔離開關(guān)的改造，我們認(rèn)為改造的效果一般，缺陷數(shù)量有一定的下降，發(fā)熱缺陷有所減少。

改造前，由于傳動機構(gòu)薄弱，經(jīng)常發(fā)生分合不到位、接觸部位發(fā)熱、拉桿變形等問題，對傳動機構(gòu)進(jìn)行改造。改造中又發(fā)現(xiàn)在傳動機構(gòu)加強之后，觸指軟的問題暴露出來，隨后進(jìn)行了更換。觸指硬度提高后，相應(yīng)的對框架的加工精度提出更高的要求，而現(xiàn)場的配件加工精度無法滿足要求，只能對隔離開關(guān)靜觸頭觸指支架的定位軸孔進(jìn)行手工修整。

最近又連續(xù)發(fā)生兩起運行不到兩年的不銹鋼材質(zhì)嚴(yán)重銹蝕的缺陷，一起缺陷是拉桿和軸銷完全銹死無法操作，另外一起造成了拉桿斷裂的嚴(yán)重后果。

3.3國產(chǎn)C廠

GW7-220II型從2004年開始進(jìn)行改造，由于通過改造無法消除設(shè)備現(xiàn)階段的問題，故改造中途停止。

3.3.1改造前容易發(fā)生的問題

隔離開關(guān)主刀電動分閘無明顯定位，分閘后主刀不固定，產(chǎn)生閉鎖位置變化，無法保證地刀正常操作。

主地刀閉鎖問題。由于設(shè)計地刀對地刀立拉桿轉(zhuǎn)動過于敏感，當(dāng)閉鎖間隙只有2mm左右（已經(jīng)無法再縮小，否則影響主刀正常操作）時，主刀合閘狀態(tài)、地刀合閘位置過高。

隔離開關(guān)電動機構(gòu)內(nèi)傳動均為魚叉和渦輪、蝸桿配合的結(jié)構(gòu)，在機構(gòu)分合閘到位時，渦輪上的滾輪從魚叉中脫出，使傳動環(huán)節(jié)存在很大的間隙，主拉桿可以轉(zhuǎn)動，在實際運行中存在發(fā)生問題的可能性，影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

隔離開關(guān)電動機構(gòu)與立拉桿連接的調(diào)角聯(lián)軸器只由4條M10螺栓固定，存在滑動的可能性，不穩(wěn)定，如果行程改造中發(fā)生分合閘不到位的情況，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

傳動方式不合理，隔離開關(guān)沒有死點和定位，分合位置不穩(wěn)定，主拉桿傳動為合推分拉，由于合閘操作力大，造成傳動拉桿變形，操作數(shù)次后可能產(chǎn)生合閘不到位的情況。

3.3.2改造項目

CJ7A機構(gòu)更換為CJ5機構(gòu)；增加了一個分閘定位擋塊；所有傳動機構(gòu)軸套更換為非金屬軸套；減少觸指簧拉力，減少觸頭、觸指間的夾緊力。

3.3.3改造后效果

2004年在聶各莊變電站的2246-6進(jìn)行了試改造，根據(jù)改造的結(jié)果，與廠家制定了一套改造方案，由于受到原設(shè)計的制約，需要改造的問題不能完全體現(xiàn)，分閘定位擋塊效果不佳，分合閘不到位、拉桿變形等問題的改造解決效果有待進(jìn)一步的觀察。

在改造中發(fā)現(xiàn)動觸頭與導(dǎo)電桿為不同材質(zhì)，動觸頭為銅質(zhì)，導(dǎo)電桿為鋁質(zhì)，之間采用鍍銀方式連接，其中銅鍍銀側(cè)銀面十分薄，達(dá)不到要求的厚度，鋁鍍銀側(cè)銀面已經(jīng)開始起泡，長期運行有發(fā)熱的可能。

改造后，在運行人員操作2246-6過程中，2246-6又發(fā)生分合不到位的情況，因此完善化改造方案還需要進(jìn)一步研究和分析。

4隔離開關(guān)完善化改造總體評價

改造的效果比較滿意，缺陷數(shù)量大幅度下降，尤其是分合卡澀的缺陷，大幅度減少。發(fā)熱缺陷也大幅度的下降，發(fā)熱缺陷的溫度也從高溫發(fā)熱，轉(zhuǎn)變到溫差異常為主，當(dāng)前隔離開關(guān)高溫發(fā)熱缺陷已經(jīng)較為罕見。

由于改造不涉及瓷絕緣子和機構(gòu)部分，瓷絕緣子和機構(gòu)缺陷時有發(fā)生，應(yīng)引起重視。

隔離開關(guān)的設(shè)備健康水平得到了有效的提高。只有個別廠家的隔離開關(guān)在改造之后仍然存在一些問題。

個別廠家的隔離開關(guān)的機械故障仍然居高不下。直到2006年隨著消隱工程的深入，大批老舊隔離開關(guān)被更換，隔離開關(guān)缺陷才有了明顯的下降。

但通過改造，總體的80％以上的隔離開關(guān)的設(shè)備健康水平得到了大幅度的提高，特別是110kV系統(tǒng)，為系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。