劉 陽 魏 征 董 坤

(國網(wǎng)冀北檢修公司，中國 北京 102488)

1 背景及研究的意義

隨著環(huán)境污染問題逐漸凸顯，對(duì)變電設(shè)備的運(yùn)行工況、缺陷影響日益加大，對(duì)敞開式設(shè)備，尤其是隔離開關(guān)的檢修策略側(cè)重點(diǎn)必須進(jìn)行調(diào)整，本文將以河北廊坊某變電站220kV 敞開式隔離開關(guān)工況分析為例，論述高污染、高腐蝕環(huán)境下敞開式隔離開關(guān)工況及檢修策略。

表1 敞開式隔離開關(guān)檢修情況

河北廊坊冶煉廠集中，空氣濕度、酸度大，環(huán)境污染嚴(yán)重，設(shè)備主要呈現(xiàn)酸堿腐蝕。該地區(qū)某變電站運(yùn)行220kV 敞開式隔離開關(guān)在運(yùn)行期間，出現(xiàn)不同程度的傳動(dòng)部位卡澀和動(dòng)靜觸頭發(fā)熱現(xiàn)象，設(shè)備分別 為 ：GW10-252、GW11-252 型 隔 離 開 關(guān) 18 組 ，2003 年 投 運(yùn) ；GW16A-252 型隔離開關(guān) 8 組，2008 年投運(yùn)；GW6H-252 型隔離開關(guān) 9組，2011 年投運(yùn)。

2 缺陷現(xiàn)象及成因分析

2.1 GW10-252、GW11-252 設(shè)備歷史缺陷

2.1.1 完善化大修

此類設(shè)備自投運(yùn)以來，導(dǎo)電回路過熱、操作卡滯、部件開裂等缺陷頻繁發(fā)生，主要原因是該批次隔離開關(guān)為單柱單臂結(jié)構(gòu)，運(yùn)行穩(wěn)定性較差，各零部件之間存在工差配合問題，夏季調(diào)整好的隔離開關(guān)在冬季就會(huì)出現(xiàn)分合不到位情況，并且上導(dǎo)電部分由于密封不良，存在進(jìn)水結(jié)冰的運(yùn)行隱患。于2005 年11 月逐臺(tái)完成了完善化大修工作，更換上導(dǎo)電管內(nèi)部的加緊彈簧和復(fù)位彈簧、復(fù)合軸套、摩擦盤等。并對(duì)上導(dǎo)電部分進(jìn)行了密封處理。

2.1.2 靜觸頭壓板普遍開裂

2007 年4 月，運(yùn)行人員到220KV 設(shè)備區(qū)巡視時(shí)，發(fā)現(xiàn)2218-4 刀閘C 相巡視小路上有燒融的金屬片和一個(gè)破損的螺栓。并同時(shí)發(fā)現(xiàn)鄰近草坪有小面積燒毀。

圖1 抱夾壓板斷裂

圖2 導(dǎo)電桿腐蝕情況

2218-4 刀閘，型號(hào)為GW10-252，C 相靜觸頭有燒熔痕跡，申請(qǐng)停電進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)靜觸頭銅杠抱夾壓板開裂，導(dǎo)致接觸不良而引起溫度升高。

經(jīng)過站內(nèi)用望遠(yuǎn)鏡檢查隔離開關(guān)靜觸頭金具變形情況，可以判斷存在斷裂抱夾壓板金具還有7 組。

經(jīng)分析，抱夾壓板斷裂原因?yàn)椋?/p>

此抱夾壓板為鑄鋁材料，在風(fēng)力、電動(dòng)力等外力作用下，此材料韌性低，是隔離開關(guān)相對(duì)薄弱環(huán)節(jié)，如果在鑄件中存在沙眼或材質(zhì)中混有雜質(zhì)就會(huì)在外力作用下?lián)p壞。經(jīng)金屬分析認(rèn)為此批鑄鋁材料抱夾在鑄造過程中工藝控制欠缺造成。

該批次隔離開關(guān)經(jīng)過上述兩次大修后，運(yùn)行情況明顯改善，但2011 年以來該批次隔離開關(guān)再次出現(xiàn)導(dǎo)電回路快速腐蝕的情況，設(shè)備狀態(tài)嚴(yán)重異常，已嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1.3 隔離開關(guān)銹蝕導(dǎo)電管缺陷情況

2011 年4 月進(jìn)入雨季后，發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)的GW10-252、GW11-252 型隔離開關(guān)的鋁合金導(dǎo)電管腐蝕情況嚴(yán)重，共有71 根（上、下）導(dǎo)電管出現(xiàn)了嚴(yán)重或明顯腐蝕，個(gè)別導(dǎo)電管已經(jīng)通體銹透，用手能撕下銹蝕的鋁片，導(dǎo)電管表面象樹皮一掀起條條裂縫，已經(jīng)威脅導(dǎo)流，并且雨季即將到來，雨水順著裂紋滲入，會(huì)加劇隔離開關(guān)的腐蝕同時(shí)會(huì)引起電暈增大。

2.2 GW6H-252 型設(shè)備歷史缺陷

2011 年在對(duì)該站進(jìn)行隔離開關(guān)腐蝕導(dǎo)電桿更換過程中，采用了該型號(hào)隔離開關(guān)共9 組，運(yùn)行期間曾出現(xiàn)隔離開關(guān)過熱缺陷發(fā)展到180 度，在停電處缺過程中又出現(xiàn)兩組隔離開關(guān)無法合閘?，F(xiàn)場初步分析為導(dǎo)電折架鉸接部位結(jié)構(gòu)與材質(zhì)存在問題，及電折架部位的貫穿連接螺栓緊固過緊造成。

后對(duì)存在問題隔離開關(guān)進(jìn)行解體發(fā)現(xiàn)，左右導(dǎo)電折架肘關(guān)節(jié)兩側(cè)鋁質(zhì)材料表面有大量白色粉末，表明腐蝕嚴(yán)重，中間銅墊片有銹蝕，并且由于轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦有劃痕。

圖3 導(dǎo)電折架間的白色粉末

圖4 合閘不到位情況

2.3 GW16A-252 型設(shè)備歷史缺陷

該型號(hào)設(shè)備投運(yùn)后未進(jìn)行完善化大修或其他大修技改項(xiàng)目，在2012 年倒閘操作過程中曾有兩組設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重的合閘不到位情況。

2.4 缺陷成因分析

結(jié)合現(xiàn)場情況及歷次檢修記錄分析不同設(shè)備缺陷成因如下：

GW10-252 型隔離開關(guān)故障主要原因?yàn)椋荷喜繉?dǎo)電動(dòng)觸頭防雨罩和密封罩材質(zhì)為三元乙丙膠，抗老化性能差，時(shí)間久后沿刀閘活動(dòng)部位進(jìn)水，導(dǎo)電管排水孔小，有可能積水，導(dǎo)致導(dǎo)電管內(nèi)活動(dòng)部位軸與軸套生銹，增大操作力。基座上杠桿原為鍍鋅焊接件，運(yùn)行幾年后活動(dòng)摩擦部位會(huì)生銹，導(dǎo)致基座轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，增大操作力。

GW16A-252 型隔離開關(guān)故障主要原因?yàn)椋涸撆卧O(shè)備屬完善改造產(chǎn)品，上導(dǎo)電管內(nèi)操作桿兩端零件（端桿及接頭）材質(zhì)更改（由鋁青銅更改為不銹鋼），雖提高了防腐性能，但降低了自潤滑功能。運(yùn)行一段時(shí)間后也會(huì)造成操作阻力增大，且隔離開關(guān)運(yùn)行時(shí)間已達(dá)到大修期，傳動(dòng)部位氧化，潤滑變差，造成阻力增大。因而導(dǎo)致操動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出角度在傳動(dòng)環(huán)節(jié)中因彈性變形而發(fā)生損耗，從而發(fā)生操作機(jī)構(gòu)到位而隔離開關(guān)分合閘不到位的缺陷。

GW6H-252 型隔離開關(guān)故障主要原因?yàn)椋哼B接臂轉(zhuǎn)軸處銅摩擦片與鑄鋁連接臂發(fā)生電化學(xué)腐蝕，造成滑動(dòng)間隙減小，摩擦力增大，導(dǎo)致導(dǎo)電回路卡滯而無法正常分、合閘。隔離開關(guān)傳動(dòng)箱體內(nèi)操作桿限位擋塊偏低，容易因調(diào)試原因?qū)е潞祥l限位越過擋塊而使動(dòng)靜觸頭夾緊力不夠?qū)е掳l(fā)熱。

3 處理方法及新工藝應(yīng)用

3.1 處理方法

結(jié)合缺陷分析結(jié)合對(duì) GW16A-252、GW10-252、GW11-252 設(shè)備上導(dǎo)電部分進(jìn)行更換，對(duì)GW6H-252 采用連接臂整體更換，傳動(dòng)箱內(nèi)檔塊加高、調(diào)整以增強(qiáng)設(shè)備可靠性。并對(duì)接地刀閘刀桿進(jìn)行檢查，對(duì)銹蝕較嚴(yán)重的接地刀桿進(jìn)行更換

3.2 新工藝應(yīng)用

因設(shè)備工作環(huán)境惡劣，酸堿腐蝕嚴(yán)重，在設(shè)備非導(dǎo)電接觸面采用微米表面固實(shí)材料（固化劑）進(jìn)行防腐處理。該劑呈無色狀，密封性良好，能夠很好的與接觸面接觸，并進(jìn)行分子間融入，無厚度。使用方法如下：

1）用除銹劑對(duì)試用部件進(jìn)行除銹處理；

2）用白布蘸乙醇將試用部件擦拭干凈；

3）用羊毛刷進(jìn)行涂刷，涂刷作業(yè)必須一次完成，同一部位只能涂刷一次，不得反復(fù)涂刷；

4）涂刷后半小時(shí)內(nèi)不得碰觸涂刷部位，直到固化劑完全固化。

圖5 接地刀桿非觸頭部分

圖6 隔離開關(guān)導(dǎo)電臂

使用的部位有：GW16A-252 型設(shè)備，具體使用部位如下：

GW6H-252 型設(shè)備：該批次刀閘自投運(yùn)以來多次發(fā)生發(fā)熱缺陷，主要原因?yàn)椋哼B接臂轉(zhuǎn)軸處銅摩擦片與鑄鋁連接臂發(fā)生電化學(xué)腐蝕，造成滑動(dòng)間隙減小，摩擦力增大。具體使用部位如下：

圖6 隔離開關(guān)導(dǎo)電臂

使用時(shí)的注意事項(xiàng)：

1）涂刷時(shí)應(yīng)戴面罩或防塵口罩、橡膠手套；

2）涂刷時(shí)要對(duì)刀閘導(dǎo)電部分進(jìn)行防護(hù)，防止導(dǎo)電桿接觸面涂覆固化劑。

4 結(jié)論

隨著工業(yè)化進(jìn)程加速，變電站環(huán)境逐步惡化，設(shè)備銹蝕所導(dǎo)致的缺陷日益明顯，尤其在敞開式隔離開關(guān)設(shè)備中，各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部位所產(chǎn)生的銹蝕極易導(dǎo)致設(shè)備無法使用，且設(shè)備銹蝕周期及程度逐步加劇，必須在檢修策略和檢修工藝中加強(qiáng)設(shè)備防腐、抗銹的調(diào)整，如有條件應(yīng)考慮將敞開式設(shè)備更換為組合電器。