葉坤標

摘要：減少柱上開關(guān)的故障，提高柱上開關(guān)運行的安全性，對保障供電的可靠性具有很強的現(xiàn)實意義?；诖?，為提高供電的可靠性，現(xiàn)將10kV配網(wǎng)戶外柱上開關(guān)交接驗收、運行中出現(xiàn)的問題收集、分析、研究，并找出主要原因，提出改進措施，得出應(yīng)該采取的對策、要求。

關(guān)鍵詞：柱上開關(guān)；運行；供電可靠性

10kV配電網(wǎng)是電網(wǎng)的重要組成部分，目前，該配網(wǎng)線路廣泛使用柱上開關(guān)產(chǎn)品對線路進行分段和保護，柱上開關(guān)的質(zhì)量直接影響配網(wǎng)供電可靠性。但由于柱上開關(guān)存在較多問題，致使其故障頻繁發(fā)生。其故障率較高這一狀況，已經(jīng)嚴重影響到供電的可靠性，所以該問題也隨之被日益提到日程上來。

1 在交接、驗收和運行時出現(xiàn)的問題

在配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，戶外立柱是安裝在架空線路上的開關(guān)，在正常合閘、載、斷電流情況下，在不正常的電路條件下，機械開關(guān)載流設(shè)備在規(guī)定的時間內(nèi)。而10kV配電網(wǎng)中的柱開關(guān)應(yīng)用廣泛，對10kV開關(guān)的研究十分必要。10kV電網(wǎng)戶外開關(guān)在交接中的分析、驗收及生產(chǎn)。

（1）隔離開關(guān)不到位，不能分離，接觸熱嚴重，甚至燒毀。

（2）斷路器和隔離開關(guān)聯(lián)鎖是不可靠的。斷開開關(guān)和斷路器動作順序錯誤時，聯(lián)鎖裝置變形甚至失效，嚴重危害設(shè)備和人身安全。

（3）零件生銹、關(guān)閉，開關(guān)指示不靈活，無法準確顯示開關(guān)的運行狀態(tài)。

（4）電流互感器變比200/5400/5600/5，短4檔，不能靈活切換在線帶電狀態(tài)。

2 原因分析及對策

2.1 隔離開關(guān)合不到位、分不開來，觸頭部位過熱

電氣設(shè)備的操作，外部環(huán)境是非常重要的。10kv戶外隔離開關(guān)，大多數(shù)的刀門式結(jié)構(gòu)簡單，暴露于大氣中，接觸面氧化和積累污垢，摩擦阻力，接觸電阻增大，經(jīng)常不到位，離不開。隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下列要求：

（1）閉式操作時，有增力裝置。在惡劣的條件下，可以手動操作。開關(guān)到位，觸點可靠。

（2）導(dǎo)電回路的接觸部分有足夠的接觸面積和壓力，以防止接觸不良。不過，葉片必須銀或鎳鍍層厚度超過6米，120hv和硬度超過足夠的附著力，增加耐磨性，減少摩擦和接觸電阻。

（3）動、靜葉片具有可靠的性能指標。動、靜葉片在關(guān)閉位置之前由于各種原因，可能出現(xiàn)較大偏差，因此，要保證葉片和葉片在末端的順利插入，還要具有自清潔和自調(diào)節(jié)能力。隔離開關(guān)在點制動作用下，滑動摩擦接觸面相對去除表面污垢和氧化物，保證彼此之間的緊密接觸。

（4）動葉片與動葉片接觸處有保護絕緣套。用于防止或減少冰雪、雨水、灰塵、污物等的影響。

為了解決上述問題，以科學(xué)的設(shè)計、合理的結(jié)構(gòu)一方面和制造過程，量化各環(huán)節(jié)的控制；另一方面，根據(jù)生產(chǎn)、檢驗、測試及嚴重的電網(wǎng)運行問題和吸收同類產(chǎn)品的優(yōu)點在國內(nèi)外不斷提高和完善合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。是解決問題的關(guān)鍵。我們主要從以下幾個方面進行結(jié)構(gòu)改進，改進以后的帶隔離開關(guān)的斷路器外形結(jié)構(gòu)見圖1-2。

圖1 ZW32隔離斷路器隔離合閘狀態(tài)

圖2 ZW32隔離斷路器隔離分閘狀態(tài)

（1）隔離開關(guān)動靜刀片結(jié)構(gòu)的改進。筆者把隔離開關(guān)動、靜刀片從原來的平面接觸改成斜面接觸，見圖3。

圖3 改進后動刀片頭結(jié)構(gòu)示意圖

由圖3看出，改進后的隔離開關(guān)的動、靜刀片是斜面結(jié)構(gòu)的。由螺栓1、觸頭壓力彈簧2、一對動刀片3、靜刀片4構(gòu)成。觸頭彈簧2的壓力>400N。動刀片內(nèi)表面有一凸面，與靜刀片兩側(cè)面結(jié)合的斜面角度一致，夾角為3°～6°。動刀片的凸臺與靜刀片保證>400mm2有效接觸面積。

動、靜葉片斜置結(jié)構(gòu)，在厚度較薄時，當靜葉片初始動作關(guān)閉時，兩內(nèi)表面有較大間隙，上半閉動作無摩擦，葉片順利插入葉片，保證性能可靠。在結(jié)束階段將結(jié)束。動靜葉片相互接觸，滑動摩擦表面。限位彈簧有中點，加速功能強，容易合閘到位。在開放、動態(tài)和靜態(tài)葉片摩擦的初始階段，但作為一個松散的動態(tài)和靜態(tài)的彼此之間的差距后葉片，然后摩擦阻力消失，特別是功率限制彈簧太強的中點的加速度后，容易剎車到位。動、靜葉片動、靜葉片與原平面結(jié)構(gòu)傾斜結(jié)構(gòu)相比，在關(guān)閉和跳閘時降低了摩擦阻力。該邊坡結(jié)構(gòu)還具有自清污污、自我調(diào)節(jié)、適應(yīng)能力強、易接近、易到達閘門等特點。

（2）限力彈簧和開關(guān)螺釘。使用手動操作時，磁極操作力是否到位，很難確定。功率限位彈簧裝置，如圖1所示（4增加極限壓力彈簧）。在開啟時，手動手柄順時針旋轉(zhuǎn)，壓縮彈簧蓄能，一點后彈簧能量釋放自動帶動動葉片克服制動助力器之間的摩擦接觸快。在極限彈簧作用下，隔離式閘板限位板保持在接近極限螺釘?shù)臓顟B(tài)下，使葉片處于穩(wěn)定的制動極限狀態(tài)。當關(guān)閉操作手柄逆時針旋轉(zhuǎn)時，壓縮力限制壓力彈簧儲能，中點，自動釋放能量，增加關(guān)閉強度，刀片快速關(guān)閉到位。隔離開關(guān)葉片到葉片方向，經(jīng)過接觸滑動摩擦、間隙運動葉片。表面氧化和污垢，可靠的關(guān)閉端，最后隔離開關(guān)限板保持接近關(guān)閉極限螺釘，開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。開關(guān)限位螺釘（6，7），在工廠調(diào)整，動、靜葉片組合的最佳條件。

（3）隔離開關(guān)葉片和葉片接合運動和零件的相對運動，用硅橡膠保護套。見圖1、2中3，用于防止或減少雪、雨、塵、污物的動靜結(jié)合，使葉片表面與工件的相對運動相結(jié)合。特別是在寒冷的天氣，以避免凍結(jié)雪不門。

2.2 斷路器與隔離開關(guān)之間的連鎖機械變形和失效

隔離斷路器是采用真空斷路器和隔離開關(guān)組合而成。因此，它們之間必須有可靠的電氣和機械聯(lián)鎖，以防止誤操作。斷路器和隔離開關(guān)機械聯(lián)鎖圖1，2。在狀態(tài)開關(guān)斷路器，斷路器和隔離開關(guān)的機械聯(lián)鎖桿，隔離屏障開關(guān)限位板運動，從而禁止隔離開關(guān)的切換操作；在關(guān)閉狀態(tài)的斷路器，機械連桿在隔離開關(guān)的機械軸沒有限制，可以進行切換操作。

但在實際操作中，由于機械零件鏈的剛度和強度不夠，鏈條多次操作，變形甚至失效，嚴重危及操作人員的安全。因此，在驗收測試中，對IT安全冗余進行了評估。在斷路器合閘的情況下，隔離開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，手動操作臂的1.5倍，隔離開關(guān)操作的10倍；在斷路器合閘狀態(tài)時，隔離開關(guān)是關(guān)閉狀態(tài)，手動操作臂加長1.5倍，切換操作10次；觀察連接件有無變形和破壞，如有不合格。endprint

2.3 耐腐蝕問題

戶外柱上高壓開關(guān)上掛桿運行，完全暴露在大氣中，霜的，大自然的雪，灰塵，在潮霧和大氣污染會造成不同程度的開關(guān)元件損壞，導(dǎo)致的腐蝕會使傳輸卡，不到位，不能分開，指示不準確，接觸不良，壓力下降的現(xiàn)象，直接影響開關(guān)的運行可靠性。因此，機箱開關(guān)戶外柱上密封的要求必須達到IP55，除濕和冷卻裝置，底盤采用304不銹鋼，表面噴塑雙重保護模式，暴露于室外銷、傳動軸及各種標志、標識必須使用304不銹鋼，復(fù)合軸承油和密封裝置。暴露在大氣中的導(dǎo)電回路的動靜刀片必須鍍銀和鍍鎳，厚度>6μm，硬度>120HV，保證鍍層的耐磨性。支撐結(jié)構(gòu)件必須為熱鍍鋅，厚度>40μm。機箱內(nèi)機構(gòu)及其它零件，表面必須鍍鋅鈍化，厚度>12μm。

2.4 種不同比例電流互感器的柔性切換

當柱開關(guān)連接負載變化時，電流互感器變比調(diào)整或關(guān)閉保護開關(guān)。在變比變比的情況下，開關(guān)上的大部分開關(guān)必須處于電源狀態(tài)。電流互感器二次開斷后，電流互感器兩端開斷，峰值電位高，危及設(shè)備和人身安全。同時，人為線路停運，影響供電質(zhì)量。通過實踐，在充電狀態(tài)下啟動200/5400/5600/5，出口保護（短路）3種方法，4檔之間安全可靠切換：開關(guān)操作用2轉(zhuǎn)換，1在200/5400/5600/53檔之間切換，其余1則為短路開關(guān)。在轉(zhuǎn)化率、短路開關(guān)短路的位置，然后調(diào)整比例，調(diào)整后，獨立的短路開關(guān)，對新工作的電流型柱開關(guān)；特殊的開關(guān)轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中，下一個文件之前應(yīng)關(guān)閉選定，然后斷開連接的齒輪，從而避免電流互感器和高壓斷路；作者和創(chuàng)新的變數(shù)比率轉(zhuǎn)換的電流保護電路的變壓器，在多變的組合裝置的電流互感器并聯(lián)硅雙向開關(guān)和限流電阻的電路，以消除危害高電位電路兩次不斷產(chǎn)生設(shè)備和人體。當電流互感器切換到另一個變量位置時，硅雙向開關(guān)快速斷開，恢復(fù)開狀態(tài)，從而實現(xiàn)在電流互感器安全變換條件下的功率，該方法科學(xué)、安全、簡便實用。

2.5 安全冗余試驗

操作環(huán)境10kV戶外高壓開關(guān)設(shè)備的安全性差，作為此類開關(guān)設(shè)備和配電網(wǎng)的可靠性，因此在試驗中，應(yīng)給予適當?shù)陌踩６?，以保證操作的安全性和可靠性。如：zw32 - 12 / 630柱上斷路器和隔離開關(guān)。在出廠試驗和交接驗收時要嚴格把關(guān)，宜把回路電阻、低電壓合分閘控制在國家技術(shù)標準的0.8倍以內(nèi)。把30%額定電壓不得合分閘動作，相間、相對地、斷口、二次回路的工頻耐壓及高壓絕緣子的爬電距離均控制在國家技術(shù)標準的1.1倍范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

總之，電力產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟發(fā)展的需求具有密切而直接的聯(lián)系。當下，經(jīng)濟社會迅猛發(fā)展、用電量不斷增加，客戶對供電的可靠性及供電質(zhì)量會提出更高的要求。因此，進行電器設(shè)備安全性和可靠性的研究尤為重要，如此才能在配電網(wǎng)系統(tǒng)的運行中得以有效應(yīng)用，保證電力系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中安全、穩(wěn)定運作，為配網(wǎng)的平衡、健康發(fā)展乃至整個社會經(jīng)濟的發(fā)展作出更大貢獻。經(jīng)試驗和運行證明：本研究關(guān)于戶外柱上開關(guān)運行故障問題分析到位，對策正確，保證了柱上開關(guān)的質(zhì)量和運行可靠性及壽命。

參考文獻：

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