王貴山，蘇毅，房博一

(中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司柳州局，廣西 柳州 545006)

1 引言

國(guó)產(chǎn)折臂夾鉗式隔離開(kāi)關(guān)有 GW10、GW11、GW16、GW17等型號(hào)，因其占地面積小在超高壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用［1］。由于高壓隔離開(kāi)關(guān)主要在戶外運(yùn)行，其導(dǎo)電和主要的傳動(dòng)系統(tǒng)全部暴露在大氣中，運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣，過(guò)熱、卡澀、斷裂等現(xiàn)象普遍。結(jié)合折臂夾鉗式隔離開(kāi)關(guān)所特有的結(jié)構(gòu)、工作原理以及運(yùn)行檢修中存在的問(wèn)題，對(duì)該型隔離開(kāi)關(guān)有針對(duì)性的提出了切實(shí)可行的完善化方案。

2 隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)及工作原理

折臂夾鉗式隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程由兩部分復(fù)合而成，即折疊運(yùn)動(dòng)和加緊運(yùn)動(dòng)［2］。

折疊運(yùn)動(dòng):由機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)瓷瓶做水平運(yùn)動(dòng)，與旋轉(zhuǎn)瓷瓶相連接的一對(duì)傘齒輪帶動(dòng)平面雙四連桿運(yùn)動(dòng)，從而使下導(dǎo)電管順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)合閘，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)分閘;由于連板與下導(dǎo)電管的絞接點(diǎn)不同，從而使與連板上端鉸接的操作桿相對(duì)于下導(dǎo)電管做軸向位移，而操作桿的上端與齒條固連，這樣齒條的移動(dòng)便推動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使與齒輪軸固連的上導(dǎo)電管相對(duì)于下導(dǎo)電管作伸直(合閘)或折疊(分閘)運(yùn)動(dòng);另外，在操作桿軸向位移的同時(shí)，平衡彈簧按預(yù)定的要求儲(chǔ)能或釋能，最大限度地隔離開(kāi)關(guān)的重力矩，以利于隔離開(kāi)關(guān)的折疊運(yùn)動(dòng)。

圖1 隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

夾緊運(yùn)動(dòng):在隔離開(kāi)關(guān)由分閘位置向合閘位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，并在接近合閘位置(快要伸直)時(shí)，滾輪開(kāi)始與齒輪箱上的斜面接觸，并沿著斜面繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。于是，與滾輪銷連的頂桿便克服復(fù)位彈簧的反作用力向前推移，同時(shí)動(dòng)觸頭座內(nèi)的對(duì)稱式滑塊增力機(jī)構(gòu)把頂桿的推移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成觸指的相對(duì)鉗夾運(yùn)動(dòng)。當(dāng)靜觸桿被夾住后，滾輪繼續(xù)沿斜面上移3～5mm，直至完全合閘，此時(shí)夾緊彈簧的彈力已作用在頂桿上。在這個(gè)過(guò)程中，由于頂桿被設(shè)計(jì)成推壓柔性桿，故原已預(yù)壓縮的夾緊彈簧被第二次壓縮，并作用在頂桿上，使得頂桿獲得一個(gè)穩(wěn)定的推力，從而使觸指對(duì)靜觸桿保持一個(gè)可靠不變的夾緊力。當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)始分閘時(shí)，滾輪沿斜面向外運(yùn)動(dòng)，直到脫離斜面，此時(shí)在復(fù)位彈簧的作用下，頂桿帶動(dòng)觸指張開(kāi)呈“V”形。

3 運(yùn)行檢修中存在的問(wèn)題

3.1 傘齒輪卡澀

傘齒輪雖然裝在齒輪盒內(nèi)，并涂有潤(rùn)滑油脂，但在雨水、灰塵、鐵銹等共同作用下容易結(jié)成一層干枯的硬層，粘結(jié)在一起，致使轉(zhuǎn)動(dòng)困難卡澀。

3.2 平面雙四連桿等長(zhǎng)調(diào)整不易

平面雙四連桿不等長(zhǎng)時(shí)，操作力作用在一側(cè)連桿上，使受力連桿過(guò)載，容易造成平面雙四連桿扭彎、斷裂。而平面雙四連桿等長(zhǎng)調(diào)整須高空作業(yè)，需要檢修人員的技能水平高，非專業(yè)人員很難將其調(diào)整至等長(zhǎng)。

3.3 操作桿與底座鉸接點(diǎn)易斷裂

隔離開(kāi)關(guān)的底座多為鑄鋁材料，因材質(zhì)分散性大、操作作用力大的影響，操作桿與底座的鉸接點(diǎn)斷裂將造成隔離開(kāi)關(guān)不能正常分合閘。

3.4 復(fù)合材料的滾輪易變形

滾輪在隔離開(kāi)關(guān)保持合閘位置時(shí)，長(zhǎng)期受夾緊彈簧、復(fù)位彈簧的作用力，容易造成擠壓變形，從而使觸指對(duì)靜觸桿的夾緊力變小，致使正常通流時(shí)觸指過(guò)熱。

3.5 固定夾緊彈簧和復(fù)位彈簧的彈性圓柱銷斷裂

固定夾緊彈簧和復(fù)位彈簧的彈性圓柱銷因雨水進(jìn)入導(dǎo)電管內(nèi)部形成的電化學(xué)腐蝕的影響易斷裂，從而使夾緊彈簧或復(fù)位彈簧失去應(yīng)有的作用，致使觸指不能正常夾緊或張開(kāi)，致使隔離開(kāi)關(guān)不能正常合閘或合閘不到位。

3.6 置于動(dòng)觸頭座內(nèi)的對(duì)稱式滑塊增力機(jī)構(gòu)不能調(diào)整觸指對(duì)靜觸桿的夾緊力

在夾緊彈簧的彈力減小時(shí)，無(wú)法通過(guò)調(diào)整稱式滑塊增力機(jī)構(gòu)改變觸指對(duì)靜觸桿的夾緊力。因此而引起的觸指過(guò)熱不能有效改善。

4 解決方案

(1)將隔離開(kāi)關(guān)底座設(shè)計(jì)為鋼板一次成型折彎結(jié)構(gòu)，下導(dǎo)電管通過(guò)軟連接與附在底座上的鋁制導(dǎo)電板連接，如圖2所示。該設(shè)計(jì)取消傘齒輪，將平面雙四連桿改為單拉桿;操作桿與底座的鉸接點(diǎn)設(shè)計(jì)為底座兩側(cè)鋼板裝不銹鋼棒，操作桿通過(guò)不銹鋼棒中部的預(yù)制孔，操作桿尾端加工一段螺紋經(jīng)螺母與不銹鋼棒鉸接。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)不易卡澀，拉桿長(zhǎng)度調(diào)整便捷;同時(shí)解決了操作桿與底座鉸接點(diǎn)易斷裂的問(wèn)題，也使上下導(dǎo)電管在合閘位置時(shí)不成一條直線的調(diào)整問(wèn)題簡(jiǎn)單化。

圖2 隔離開(kāi)關(guān)改進(jìn)底座結(jié)構(gòu)示意圖

(2)將滾輪更換為不銹鋼或黃銅材質(zhì)。同時(shí)為避免出現(xiàn)文獻(xiàn)［3］提到的滾輪過(guò)熱現(xiàn)象，在頂桿上裝設(shè)一段絕緣復(fù)合材料，使電流不能通過(guò)操作桿和滾輪。

(3)將原來(lái)的彈性圓柱銷更換成不銹鋼實(shí)心圓柱銷外加彈簧卡銷結(jié)構(gòu)［4］。

(4)將動(dòng)觸頭座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為如圖3所示結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母改變合閘位置時(shí)觸指對(duì)靜觸桿的夾緊力。

圖3 動(dòng)觸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇上對(duì)折臂夾鉗式隔離開(kāi)關(guān)提出了完善化方案，采用上述方案對(duì)該結(jié)構(gòu)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行完善化后，設(shè)備運(yùn)行安全穩(wěn)定。對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)制造廠家，充分考慮設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料選擇，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出更完善的設(shè)備，不僅可以提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、減少?gòu)S家售后服務(wù)成本投入，也對(duì)電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行具有重要意義。

［1］ 范錫普.發(fā)電廠電氣部分［M］.北京:中國(guó)電力出版社，1995.

［2］ GW16－550型高壓隔離開(kāi)關(guān)安裝使用說(shuō)明書(shū)［Z］.河南平高電氣股份有限公司，2006.

［3］ 邱永剛，白志強(qiáng)，趙墨林，等.采用導(dǎo)電滾動(dòng)觸頭的隔離開(kāi)關(guān)過(guò)熱故障分析［J］.高壓電器，2008，44(6):592 －595.

［4］ 苑舜，崔文軍.高壓隔離開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)與改造［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2007.