110kV隔离开关触头应急装置的研制和应用

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摘 要：隔离开关，是在电路中起隔离作用的，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求较高。受环境等因素影响，隔离开关触头容易发生生锈或卡涩现象，造成触头发热或影响正常操作，这些都对设备安全存在很大的隐患，所以本文讨论了一种用于110kv隔离开关触头的应急装置的实现方式，旨在为变电运行人员提供一个便捷的工具，在设备无须停电的情况下，对其进行除锈，保障设备安全运行。

关键词：隔离开关；生锈；

中图分类号：TM452 文献标识码：A

1.概述

操作设备或线路停复电是变电运行工作中最重要的组成部分。近几年来，随着我国经济的高速发展，居民用电量急剧上升，特别是工业用电，为了更好地保障居民用电，对变电设备的安全运行要求也随之更高，除了在变电运行日常工作中需要加强巡视，及时发现缺陷并消缺外，还必须每年对设备进行定检维护，确保电气设备安全稳定运行。在高压电气设备消缺和定检维护时，需要将电气设备转检修，这时运行人员需要将检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全，而隔离开关的作用就是断开无负荷电流的电路，使所检修的设备与电源形成明显的断开点，所以隔离开关在停复电操作中有着极为重要的作用。

2.目的和意义

操作设备或线路停复电都需要操作隔离开关来形成明显的断开点，将检修的设备或线路与电源隔离开，以保障检修人员和设备的安全，但由于南方空气较为潮湿，天气又变化多端，室外隔离开关触头以及一些机械传动部分等容易受环境等因素影响而发生生锈或卡涩现象，造成触头发热或影响正常操作，这些都对设备安全存在很大的隐患。以往我们在巡视中发现隔离开关触头生锈发热时，只能通过加强关注，待发现其发热温度达到缺陷标准再上报缺陷，待专业班组到站进行停电检修维护。但专业班组通常工作比较多、人手不太够，待其到站进行消缺耗时较长，而这段时间就只能通过运行人员加强巡视来关注，对设备、电网的安全运行仍存在很大安全隐患，甚至有可能使隐患范围进一步扩大，造成更大的损失。

出于改善以上现状的考虑，我们按照“运行参与检修”的理念，提出设计一款应用于110kV隔离开关触头的应急装置（以下称“应急装置”）的想法。在我们局，110kV电压等级的变电站是最多的，也都是属于无人值班站，假如发现该站内隔离开关触头生锈或导致发热，因地理位置、人手等原因，在专业班组到站维护之前，运行人员无法随时对其进行加强关注，这就有可能使隐患进一步扩大，所以我们的提议首先是基于110kV电压等级的。应急装置，让我们运行人员在巡视发现隔离开关触头生锈卡涩时，无须设备停电即可维护，及时消除隐患，避免隐患进一步扩大，保障设备、电网安全稳定运行，同时也可减少专业班组人力物力的投入，大大提高工作效率，也能保证现场操作人员的人身安全。

3.设计思路

对于应急装置，我们希望实现的目标是：无须设备停电即可维护，操作简便。经过讨论研究，我们对应急装置提出一个初步设想：以相应电压等级的绝缘杆作为支撑架，在绝缘杆顶端安装一个用绝缘材料设计制作成的支撑盒子，在盒确胖糜锌刂谱爸煤头佬馊蠡剂，将放置有剂的绝缘盒子喷口对准隔离开关触头的生锈部位，同时用遥控器对控制装置进行远控，使其压住剂的喷嘴，喷出剂进行。其中，对于控制装置的选择设计是其中的一个难点，刚开始大家提出了两个方案，一个是使用气压装置，另外一个是使用推拉式电磁铁装置，经过讨论和分析对比，相对于气压装置，推拉式电磁铁装置的力度较大，能使剂喷出的射程较远，而且具有控制方便、寿命较长、维护简单等优点，故将推拉式电磁铁装置确定为最终的实现方案。

4.可行性分析

我们从设想中组成应急装置的各个部分来进行可行性探讨。首先是绝缘杆，现有绝缘杆经过多年使用验证，其绝缘水平足够满足应急装置的要求；接着是控制装置部分，推拉式电磁铁通电后的吸力有60N，能够满足按压剂的需求，但因其推拉行程只有10mm，比较短，所以我们可采用杠杆原理，设定一个合理的支点，用压杆来转换，以满足按压剂的需求，所以只要设计合理，这个是可以实现的，而推拉式电磁铁只要通电就会动作，加之设备带电运行，我们无法近距离操作，需要在底下远程控制，所以我们可以在控制装置中的推拉式电磁铁和电源之间串入一个遥控触点，通过遥控器控制该触点的分合，从而对推拉式电磁铁进行控制；最后是需要设计一个可以将控制装置和剂等组合在一起的金属固件和绝缘外壳，对于金属固件，就目前的普遍的金属加工工艺而言，这个可以在我们选定以上部件后，根据实际部件尺寸，设计出合理的连接结构，就可以将剂和控制装置组合固定在一起，然后再用塑料等绝缘材料设计制作出一个可以将固定在一起的剂和控制装置包装起来的外壳，从而满足该装置的需求，这个也不难。综上所述，应急装置的初步设想，就目前的技术水平来说，是能够顺利实现的。

5.各项技术指标

经过设计研究和制作，我们研制成功应急装置各部分的主要技术指标如下：（1）绝缘杆。本装置采用适合电压等级的绝缘杆来作为支撑架，绝缘杆采用高强度玻璃纤维制造，长度可根据使用需求伸缩调节，且出厂时均通过相应测试电压的测试，具有良好的绝缘性能。其杆顶端装设有高强度铝合金万用接头，可牢固连接各种功能的金属工具头，使用扩展性强。（2）控制装置：①推拉式电磁铁。推拉式电磁铁是根据电磁原理，利用电源电流使电磁铁的磁线圈产生磁力，再通过弹簧形成一个可以推、拉的动作，就像活塞一样运动。经过对比选择，本装置采用了清市矶法电气公司生产的型号为JF-1250B的推拉式电磁铁，其温度特性和吸力特性比较满足本装置需求，具体的参数如下：电压：12VDC；电流：360mA；行程：10mm；吸力：60N。②电源。根据推拉式电磁铁的电源电压参数，本控制装置采用12V可充电电池向电磁铁供电，可反复充电，使用方便。③遥控开关。本装置在电源和电磁铁中间串入一个12V单路无线接收器，设置为常开型，工作方式为点动，用无线遥控器来控制接收器中继电器触点的闭合，实现电磁铁的推拉远控，使剂喷出。遥控开关具有配套简单、遥控距离长、使用安全可靠的优点。（3）组合金属固件。根据应急装置的各部件的尺寸及组装要求，我们使用AutoCAD合理设计出几部分金属固件，并用车床加工，将剂及控制系统部分组装在一起，形成一个整体，如图1所示。（4）绝缘外壳。根据使用金属固件组装在一起的装置，合理设计加工出一个使用塑料等绝缘材料制作成的外壳将其包装起来，一方面美观，另一方面可绝缘和防水。

6.应用效果

该应急装置已成功研制，并在500kV韩江变电站进行了应用，效果良好，如在一次巡视过程中发现3393刀闸触头生锈，使用该装置成功在短时内清除了刀闸触头的锈蚀，避免触头因锈蚀产生的发热及以后该隔离开关操作中出现卡涩等情况发生。

本装置研制成功后将进一步推广延伸至电压等级更高的领域，如220kV隔离刀闸触头及传动部分，由检修人员在定期维护中进行操作，减少隔离开关因机构锈蚀卡涩导致操作受阻的情况发生，提高设备安全性，同时定期地进行隔离开关触头可以提高倒闸操作顺畅性，使拉合刀闸更易于操作，提高操作效率。

参考文献

[1]郭凤仪，李靖.电器学[M].北京：机械工业出版社，2013.