賀 政

（慶陽供電公司，甘肅 慶陽 745000）

0 引言

高壓隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電站輸、變電電氣設(shè)備中重要的接通和隔離設(shè)備。它不僅僅起到接通電氣回路、檢修停電時(shí)實(shí)現(xiàn)明顯斷開點(diǎn)的作用，同時(shí)，還是改變系統(tǒng)運(yùn)行方式、實(shí)現(xiàn)靈活切換時(shí)必不可少的一類主要設(shè)備。

對(duì)于2010年以前投運(yùn)的敞開式隔離開關(guān)，普遍設(shè)計(jì)為手動(dòng)操作方式，僅變壓器中性點(diǎn)設(shè)計(jì)為電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。但是，隨著綜合自動(dòng)化變電站的運(yùn)行及電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控的需求，對(duì)變電一次設(shè)備的遙控操作已成為一種必然要求。原有的手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)可以滿足遙信的要求，但不能實(shí)現(xiàn)遙控操作，對(duì)其進(jìn)行電動(dòng)化改造已成為當(dāng)前變電檢修、改造的一項(xiàng)重要任務(wù)。

110 kV電壓等級(jí)普遍為骨干電網(wǎng)，大多采用單母線分段接線方式，一段母線上聯(lián)接的隔離開關(guān)少則有10余組，多則達(dá)到20組左右。對(duì)其進(jìn)行改造時(shí)，停電時(shí)間往往長達(dá)3～6天，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)運(yùn)的可靠性。對(duì)于一些單電源的邊遠(yuǎn)變電站，對(duì)其電源側(cè)變電站進(jìn)行改造時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致下級(jí)變電站全站失壓。同時(shí)，停電改造對(duì)供電質(zhì)量、供電安全系數(shù)等均有嚴(yán)重影響。因此，有必要對(duì)隔離開關(guān)帶電改裝電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的可行性進(jìn)行探討，以避免上述各種不良影響。

1 隔離開關(guān)不停電改裝電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的可行性分析

1.1 隔離開關(guān)帶電改造的范圍

目前電網(wǎng)中運(yùn)行的220 kV及以上電壓等級(jí)的隔離開關(guān)均為電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，不需要實(shí)施改造，而110 kV及以下電壓等級(jí)的隔離開關(guān)，普遍為手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，需要進(jìn)行改造。但是，當(dāng)電壓等級(jí)降至35 kV時(shí)，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在改造時(shí)需作較大改動(dòng)(主要為主刀閘、接地刀閘的操作機(jī)構(gòu)大多為2個(gè)或3個(gè)集合安裝，對(duì)主刀閘改造的同時(shí)需對(duì)接地刀閘進(jìn)行改造)，同時(shí)安全距離較小，不具備帶電更換的條件。因此，將帶電改造的范圍確定為110 kV電壓等級(jí)的敞開式隔離開關(guān)。

1.2 隔離開關(guān)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析

110 kV電壓等級(jí)的隔離開關(guān)絕大多數(shù)為GW4型絕緣瓷柱垂直布置、水平旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)分合閘的結(jié)構(gòu)形式，隔離開關(guān)安裝于2根水泥桿構(gòu)架上，其接地刀閘、主刀閘的操作機(jī)構(gòu)分別布置于構(gòu)架兩側(cè)。在改造中，無需改動(dòng)接地刀閘操作機(jī)構(gòu)，僅需改裝電動(dòng)機(jī)構(gòu)即可，本體不需改動(dòng)，其結(jié)構(gòu)具備操作實(shí)施的可能。

隔離開關(guān)的手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)焊接于構(gòu)架水泥桿的鋼圈上，鋼圈離地距離1 m左右，構(gòu)架離地2.8 m。新裝的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)同樣需安裝于鋼圈上，更換中工作人員能夠保證與帶電部分的安全距離(110 kV，1.5 m)。在做好監(jiān)護(hù)，保證工器具、材料不向上舉起，工作人員不攀登構(gòu)架時(shí)，安全施工能夠得到保障，在安全方面同樣具備操作實(shí)施的可能。

綜上所述，對(duì)110 kV隔離開關(guān)實(shí)施不停電改裝電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)是可行的，具備操作條件。

2 不停電改造需解決的幾個(gè)問題

2.1 改造過程中隔離開關(guān)誤動(dòng)

因?yàn)槭遣煌ｋ娺M(jìn)行改造，改造后仍需使用原有隔離開關(guān)的豎直連桿，所以在電動(dòng)化改造時(shí)，首先需對(duì)原有手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆除，保留豎直連桿。當(dāng)手動(dòng)機(jī)構(gòu)拆除后，隔離開關(guān)原有限位、閉鎖均會(huì)失去作用?？紤]到部分隔離開關(guān)在上次合閘時(shí)有可能存在“別勁”現(xiàn)象，失去閉鎖后，可能自動(dòng)彈開一定角度，導(dǎo)致合閘不到位；同時(shí)，在安裝時(shí)，工作人員誤動(dòng)豎直連桿，也可能導(dǎo)致隔離開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)或分閘，造成帶負(fù)荷拉刀閘的惡性事故。

所以，必須采取措施防止隔離開關(guān)自行轉(zhuǎn)動(dòng)和工作人員誤動(dòng)，保證在改造過程中隔離開關(guān)位置不變，消除事故隱患。

2.2 控制、操作等二次回路接線造成隔離開關(guān)誤動(dòng)

本次改造安裝的為CJ6型電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，控制使用直流220 V電源，操作使用交流380 V電源，通過接觸器、行程開關(guān)等二次元件控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作。在機(jī)構(gòu)改造過程中，要進(jìn)行二次回路接線，這樣，就存在以下3個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)：①原有手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的信號(hào)電纜帶電，拆除中容易引起直流接地或短路；②在接入控制、操作電源時(shí)，誤動(dòng)接觸器，造成機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)隔離開關(guān)分閘；③在二次接線完成后還需要檢查接線的正確性，要求進(jìn)行機(jī)構(gòu)的試操作，同樣存在誤動(dòng)隔離開關(guān)的事故隱患。

2.3 改造后的首次操作及設(shè)備調(diào)試

在電動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝、二次接線完成后，隔離開關(guān)處于合閘運(yùn)行狀態(tài)。但是由于未進(jìn)行分、合閘操作，隔離開關(guān)的調(diào)試工作未完成，所以不能保障下次操作時(shí)隔離開關(guān)分、合閘仍然到位，觸指接觸仍然良好，各個(gè)閉鎖、限位仍能起到應(yīng)有作用。尤其是合閘過程中的同期性、合閘終了的接觸情況尤為重要，它們將直接影響隔離開關(guān)的安全運(yùn)行。所以，必須為改造完成后的首次操作和機(jī)械調(diào)試做好應(yīng)有的安全措施。

2.4 改造實(shí)施后防誤裝置的改造

目前隔離開關(guān)的防誤閉鎖裝置，普遍采用在操作機(jī)構(gòu)把手上掛程序機(jī)械鎖的方式，改造后拆除了原手動(dòng)機(jī)構(gòu)，閉鎖即失去效果，改造后需加以確認(rèn)、完善。

3 采取的具體對(duì)策及安全措施

3.1 防止改造過程中隔離開關(guān)誤動(dòng)的措施

隔離開關(guān)的分、合閘，由操作機(jī)構(gòu)通過豎直連桿帶動(dòng)支持瓷柱轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)操作機(jī)構(gòu)被拆除后，只需保證豎直連桿不隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，即可保證隔離開關(guān)不誤動(dòng)，因此，安全保障措施應(yīng)從此處著手。

經(jīng)現(xiàn)場勘查，隔離開關(guān)構(gòu)架均采用Φ300水泥桿作為支撐，操作機(jī)構(gòu)固定于水泥桿上，豎直連桿因設(shè)計(jì)不同而距水泥桿外圓350～450 mm不等。經(jīng)論證、設(shè)計(jì)后，制作了豎直連桿固定專用工具。專用工具為兩片連接式，一片用Φ300鋼抱箍，在抱箍外圓上垂直焊接長300 mm的60號(hào)槽鋼，槽鋼上開18 mm×260 mm長孔；另一片用豎直連桿專用抱夾，抱夾上同樣焊接長300 mm的60號(hào)槽鋼，槽鋼上間距80 mm開Φ18孔3個(gè)，以便實(shí)現(xiàn)兩片工具通過螺栓連接、同時(shí)長度可調(diào)的功能，調(diào)節(jié)范圍為320～550 mm。豎直連桿固定專用工具如圖1所示。

圖1 豎直連桿固定專用工具結(jié)構(gòu)及組裝示意

當(dāng)鋼抱箍、豎直連桿抱夾、專用工具連接螺栓全部緊固后，即可實(shí)現(xiàn)固定豎直連桿，防止隔離開關(guān)誤動(dòng)。

3.2 防止二次接線過程中隔離開關(guān)誤動(dòng)的措施

二次接線過程中的危險(xiǎn)點(diǎn)主要有：原機(jī)構(gòu)信號(hào)電纜帶電接地、短路；接線過程中誤動(dòng)及接線錯(cuò)誤。針對(duì)這2個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)，應(yīng)采取以下措施。

（1） 對(duì)于原機(jī)構(gòu)的信號(hào)電纜，拆除前需在主控室、端子箱等電源側(cè)斷開，必須拆下接線端子，將通往操作機(jī)構(gòu)側(cè)的電纜用絕緣膠帶包扎，有明顯斷開隔離措施。拆除前再次檢查電纜帶電情況，確認(rèn)無電后再行拆除，防止直流故障。

(2) 在接入控制、操作電源前，首先應(yīng)將電動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的控制、操作電源空氣開關(guān)斷開，切斷電氣回路；同時(shí)，利用機(jī)構(gòu)自帶的手、電動(dòng)操作閉鎖功能，打開手動(dòng)操作孔擋板，使閉鎖啟動(dòng)，切斷電氣回路。接線完成后，機(jī)構(gòu)調(diào)試操作前，在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的控制、操作電源空氣開關(guān)把手上粘貼“禁止合閘”標(biāo)志牌，并將機(jī)構(gòu)箱門上鎖，防止其他人員誤動(dòng)。在機(jī)構(gòu)二次接線檢查、試動(dòng)作前，不得將機(jī)構(gòu)輸出軸與豎直連桿連接，只有機(jī)構(gòu)動(dòng)作方向、轉(zhuǎn)軸角度全部檢驗(yàn)無誤后，方可連接固定。以上安全措施，即可確保在二次接線過程中隔離開關(guān)不會(huì)誤動(dòng)。

3.3 改造完成后防誤裝置的完善

由于隔離開關(guān)電動(dòng)化改造后仍使用原有防誤裝置，為避免防誤裝置失效，改造應(yīng)遵循以下原則：

(1) 不停電改造應(yīng)逐臺(tái)進(jìn)行，不可同時(shí)拆除多個(gè)手動(dòng)機(jī)構(gòu)，以免機(jī)械鎖混亂。

(2) 電動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝完成后，應(yīng)立即在機(jī)構(gòu)箱門把手上鎖好原機(jī)械鎖，確保防誤裝置發(fā)揮作用。

(3) 安裝后對(duì)機(jī)械鎖鎖碼、編號(hào)需在五防機(jī)上模擬、現(xiàn)場確認(rèn)后方可結(jié)束工作。

3.4 改造完成后首次操作及調(diào)試的注意事項(xiàng)

改造后的首次操作，應(yīng)采用手動(dòng)操作方式，即用搖臂操作拉開隔離開關(guān)。操作至中間位置時(shí)，停止手動(dòng)操作， 改用電動(dòng)， 首先進(jìn)行“點(diǎn)動(dòng)”操作試驗(yàn)，檢驗(yàn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，同時(shí)，逐步將隔離開關(guān)操作至分閘。接近分閘終了位置時(shí)，檢查機(jī)構(gòu)拐臂與行程開關(guān)的接觸、切換狀況及隔離開關(guān)分閘到位情況，確保電動(dòng)分閘操作成功。

對(duì)合閘操作采用同樣辦法依次檢驗(yàn)。

合閘過程中，待“點(diǎn)動(dòng)”操作隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸指將要接觸時(shí)，改為手動(dòng)操作。檢查三相觸頭的同期性、觸指接觸的良好程度、合閘間隙等情況，必要時(shí)予以調(diào)整。尤其是因?yàn)殡妱?dòng)操作力較大，必須杜絕觸指卡澀、“別勁”等不良接觸情況，以免損壞設(shè)備。

出現(xiàn)分、合閘不到位等異常情況時(shí)，對(duì)于線路側(cè)停電的隔離開關(guān)，可登上構(gòu)架調(diào)試；對(duì)于母線側(cè)、電壓互感器及聯(lián)絡(luò)線等一側(cè)帶電的隔離開關(guān)，可采用調(diào)整機(jī)構(gòu)輸出軸與豎直連桿連接角度、行程開關(guān)切換位置等手段來進(jìn)行調(diào)整。

4 不停電改造的具體實(shí)施步驟

4.1 改造實(shí)施步驟

(1) 施工前設(shè)備、工器具配置到位。先用制作的專用工具將隔離開關(guān)豎直連桿與隔離開關(guān)構(gòu)架(水泥桿)固定，要求專用工具連接牢固，保證隔離開關(guān)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)拆除原手動(dòng)機(jī)構(gòu)信號(hào)電纜。

(2) 用氣割拆除原有手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，同時(shí)依據(jù)測量長度截?cái)嘭Q直連桿。

(3) 安裝電動(dòng)機(jī)構(gòu)，用100號(hào)槽鋼將其固定于隔離開關(guān)構(gòu)架上，要求其輸出軸與豎直連桿同心，偏差小于2 mm。

(4) 斷開電動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制、操作電源空氣開關(guān)，進(jìn)行二次接線，嚴(yán)格控制接線過程，杜絕二次帶電。

(5) 二次接線完成后，試操作電動(dòng)機(jī)構(gòu)空轉(zhuǎn)。檢查機(jī)構(gòu)動(dòng)作方向、轉(zhuǎn)軸角度正確，二次元件切換正常。檢驗(yàn)完畢后，斷開控制、操作電源空氣開關(guān)，打開手動(dòng)操作孔擋板。

(6) 將電動(dòng)機(jī)構(gòu)與豎直連桿連接，此時(shí)主隔離開關(guān)處于合閘位置，要求將電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)手搖至合閘位置，完全到位。行程開關(guān)、輔助開關(guān)已切換、限位塊充分頂住后，退回1.5圈。由于電動(dòng)操作力較大，行程開關(guān)切換后仍會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)較小的角度，將機(jī)構(gòu)手動(dòng)退回1.5圈，作為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)剩余行程，以防隔離開關(guān)瓷柱、限位受力。然后，連接輸出軸與豎直連桿。

(7) 鎖好機(jī)構(gòu)箱門，改造完成。

4.2 改造后隔離開關(guān)的調(diào)試

對(duì)具備短期停電條件的隔離開關(guān)，可按照連接方式安排每段母線停電4～6 h，進(jìn)行該段母線上所有隔離開關(guān)的調(diào)試。

對(duì)短期內(nèi)無法安排停電的隔離開關(guān)，可待有操作機(jī)會(huì)時(shí)按照上述4.3節(jié)所述進(jìn)行調(diào)整。