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(國網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司,浙江 溫州 325000)
GW7-252型隔離開關(guān)為三柱水平旋轉(zhuǎn)式雙斷口高壓交流隔離開關(guān),其靜觸頭在分閘位置時(shí)與中軸成45°,合閘時(shí)動(dòng)觸頭水平旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)靜觸頭旋轉(zhuǎn)入位(以下定義為觸頭轉(zhuǎn)入式),由于結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便,在220kV戶外配電裝置中應(yīng)用十分廣泛。但某制造廠生產(chǎn)的該型隔離開關(guān)產(chǎn)品在實(shí)際運(yùn)行過程中,由于設(shè)計(jì)、選材、工藝等方面問題,如靜觸頭結(jié)構(gòu)不合理、零部件材質(zhì)不良、傳動(dòng)連桿強(qiáng)度不足等,導(dǎo)致隔離開關(guān)在操作過程中頻繁出現(xiàn)合閘不到位、相間水平連桿彎曲斷裂等問題,嚴(yán)重影響設(shè)備和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
針對GW7-252型隔離開關(guān)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題,對該型號隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分、傳動(dòng)部分進(jìn)行了一系列的完善化改造,收到了顯著的效果。通過此次完善化改造,大大提高了設(shè)備健康水平,對解決GW7-252型隔離開關(guān)在操作中存在的問題具有借鑒意義。
目前,國網(wǎng)溫州供電公司投運(yùn)的GW7-252型隔離開關(guān)共56臺,均為2005年前后出廠。該隔離開關(guān)在合閘操作中,頻繁發(fā)生合閘不到位、相間水平連桿斷裂等故障,合閘操作成功率較低。2011年9月,在某220kV變電站220kV正母線路復(fù)役操作過程中,發(fā)生了站內(nèi)10組GW7-252型隔離開關(guān)同時(shí)合閘不到位的嚴(yán)重故障。經(jīng)過對GW7-252型隔離開關(guān)靜觸頭的解體檢查,分析故障原因如下:
(1)靜觸頭內(nèi)部零部件未按戶外設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),耐腐蝕性能差。軸類零件采用鋼材表面滲鋅工藝,長期運(yùn)行后銹蝕嚴(yán)重,若銹蝕物落入夾緊彈簧,將影響靜觸頭正常轉(zhuǎn)動(dòng)。因夾緊彈簧、扭力彈簧、固定靜觸指的相關(guān)附件防銹措施不到位,長期運(yùn)行后已不同程度銹蝕。
(2)隔離開關(guān)分閘過程中,由于靜觸頭帶孔銷銹蝕,夾緊彈簧作用失效,靜觸頭根部和轉(zhuǎn)軸間的摩擦力增加,導(dǎo)致靜觸頭分閘復(fù)歸不到位,再次合閘時(shí)動(dòng)觸頭頂住靜觸頭觸指,大大增加合閘時(shí)的操作阻力,導(dǎo)致合閘不到位。
(3)相間水平連桿鋼管壁較薄,強(qiáng)度不足,操作時(shí)受阻力擠壓后,極易彎曲變形甚至斷裂,影響整體傳動(dòng)距離。
該產(chǎn)品底座、底座軸承、絕緣子、機(jī)構(gòu)箱等部件運(yùn)行狀態(tài)良好,未發(fā)現(xiàn)閘刀機(jī)構(gòu)或二次元件受潮銹蝕、底盤轉(zhuǎn)動(dòng)卡澀等問題,因此在本次完善化改造中不做改動(dòng),重點(diǎn)對導(dǎo)電回路、傳動(dòng)回路進(jìn)行完善化改造。
隔離開關(guān)原產(chǎn)品采用觸頭轉(zhuǎn)入式結(jié)構(gòu),目前三柱水平旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)觸頭應(yīng)用較多的結(jié)構(gòu)還包括水平翻轉(zhuǎn)式和水平嵌入式結(jié)構(gòu),水平翻轉(zhuǎn)式即動(dòng)觸頭先水平旋轉(zhuǎn)至靜觸頭內(nèi),自身再翻轉(zhuǎn)45°與靜觸頭接觸。考慮到原閘刀機(jī)構(gòu)輸出功率、角度、時(shí)間等因素,本次完善化改造中導(dǎo)電部分采用水平嵌入式結(jié)構(gòu),即動(dòng)觸頭水平旋轉(zhuǎn),直接嵌入靜觸頭。同時(shí)更換靜觸頭、動(dòng)觸頭、主導(dǎo)電桿等導(dǎo)電部件。原靜觸頭如圖1所示,改造后的靜觸頭如圖2所示。
圖1 完善化改造前
更換包括垂直連桿、主刀傳動(dòng)桿、主刀傳動(dòng)拐臂、相間水平連桿等傳動(dòng)部件。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)由單桿推(拉)式改為雙桿一推一拉式,使操作更為輕便、傳動(dòng)受力均衡,確保分合同期不變、傳動(dòng)穩(wěn)定。
圖2 完善化改造后
由于更換后的靜觸頭、主導(dǎo)電桿與原絕緣子連接法蘭尺寸不一致,需定制金屬過渡盤。金屬過渡盤由鍛鋁合金焊接而成,對接孔應(yīng)考慮尺寸偏差,預(yù)留2mm。
地刀靜觸頭通過金屬過渡盤與導(dǎo)電部分實(shí)現(xiàn)連接。由于地刀靜觸頭對接孔相對外移12mm,為保證其位置不變,地刀靜觸頭需要內(nèi)移12mm。接線板需充分考慮導(dǎo)線金具開孔數(shù)量、高度、角度、材質(zhì)等因素,并采用可調(diào)節(jié)式,以方便現(xiàn)場搭接。導(dǎo)電回路各元件安裝前,必須清除各接觸表面的氧化物,并涂抹導(dǎo)電膏。
定制垂直連桿抱箍,內(nèi)置具有自潤滑功能的復(fù)合軸套,實(shí)現(xiàn)垂直與水平方向的傳動(dòng)轉(zhuǎn)變。主傳動(dòng)桿傳動(dòng)拐點(diǎn)處設(shè)置閉鎖擋板,確保傳動(dòng)過位時(shí)的可靠保護(hù)。
原單桿推(拉)式連桿傳動(dòng)改為雙桿一推一拉式連桿傳動(dòng)后,主傳動(dòng)桿與相間水平連桿需要交叉?,F(xiàn)將相間水平連桿位置降低30mm,主傳動(dòng)桿位置升高45mm,實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)桿與相間水平連桿錯(cuò)位??紤]到主傳動(dòng)桿位置升高后對主傳動(dòng)軸抗彎強(qiáng)度的影響,又增加了軸的支撐力度并相應(yīng)升高45mm。
基本參數(shù)與原設(shè)計(jì)保持一致,原操作機(jī)構(gòu)基本參數(shù)為:電機(jī)功率0.55 kW,分/合閘時(shí)間8 s,電機(jī)轉(zhuǎn)速1400 r/min,減速箱變比375,主軸旋轉(zhuǎn)角度180°,旋轉(zhuǎn)柱瓷瓶轉(zhuǎn)動(dòng)角度為71°。
操作機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩核算:考慮各種機(jī)械損耗,估算操作機(jī)構(gòu)垂直軸額定輸出轉(zhuǎn)矩約為1200Nm,主回路分/合閘最大負(fù)荷為650Nm,操動(dòng)機(jī)構(gòu)額定輸出轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于最大負(fù)荷。同時(shí)根據(jù)隔離開關(guān)分/合閘特性,在啟動(dòng)分閘時(shí)或合閘即將到位時(shí)有較大負(fù)載,此時(shí)電機(jī)瞬時(shí)最大輸出轉(zhuǎn)矩還可增加一倍以上。因此,原操動(dòng)機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)回路匹配,能很好實(shí)現(xiàn)分/合閘操作。
(1)導(dǎo)電回路水平、同期性能調(diào)試:調(diào)節(jié)B相(主動(dòng)相)絕緣子,確保動(dòng)觸頭與兩端靜觸頭嚙合在同一水平高度上,調(diào)節(jié)同相兩邊斷口的同期性,使偏差不大于5mm;按照以上步驟和要求,依次調(diào)節(jié)A相、C相(從動(dòng)相)的水平和同期性能。安裝相間連桿時(shí),調(diào)節(jié)三相聯(lián)動(dòng)時(shí)的三相同期性,使偏差不大于20mm。
(2)限位聯(lián)鎖裝置調(diào)試:調(diào)節(jié)分/合閘限位裝置,應(yīng)距離閉鎖擋板5mm,調(diào)試主刀與地刀的聯(lián)鎖裝置,機(jī)械聯(lián)鎖應(yīng)配合精確。
(3)手動(dòng)、電動(dòng)分/合閘測試:手動(dòng)分/合閘操作5次正常;在額定電壓下,電動(dòng)分/合閘操作5次以上正常,機(jī)構(gòu)動(dòng)作應(yīng)平穩(wěn),無卡阻、沖擊等異常情況。
(4)回路電阻測試:回路電阻不大于120μΩ。
(1)對GW7-252型隔離閘刀實(shí)施完善化技術(shù)改造,在不改變隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)、底座、絕緣子的基礎(chǔ)上,通過將動(dòng)、靜觸頭更改為水平嵌入式結(jié)構(gòu),將三相水平連桿由單桿更改為雙桿推拉式,提高傳動(dòng)和接觸可靠性,解決了合閘不到位的缺陷。經(jīng)過測試,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合要求。實(shí)際應(yīng)用表明,完善化改造后隔離開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定,可靠性得到提高。
(2)本方案同樣適用于其他三柱水平旋轉(zhuǎn)式雙斷口隔離開關(guān)的完善化改造。
[1]陳爽.GW7-220隔離開關(guān)完善化改造[J].華中電力,2003(2)∶66-67.
[2]寇海榮,梁峻偉.220kV高壓隔離開關(guān)完善化改造[J].高壓電器,2011(8)∶68-71.