徐東輝，商小峰，韓筱慧，李曉晗

(國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000)

0 引言

高壓敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)(high voltage isolating switch)是一種在電力系統(tǒng)35 kV 及以上變電站中廣泛采用的無(wú)滅弧功能器件，主要用于隔離電源、倒閘操作、連通和切斷小電流電路。高壓敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱長(zhǎng)期暴露在室外，易受雨水滲入和潮氣侵蝕，會(huì)導(dǎo)致箱體內(nèi)接點(diǎn)短路、元器件絕緣下降、端子排銹蝕等情況，最終引發(fā)電源跳閘、信號(hào)誤發(fā)、直流接地等缺陷，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行安全。

西門子(杭州)高壓開(kāi)關(guān)有限公司隔離開(kāi)關(guān)手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)由德國(guó)RUHRTAL 公司設(shè)計(jì)，在浙江省變電站內(nèi)廣泛使用，但由于其手動(dòng)機(jī)構(gòu)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，受潮缺陷頻發(fā)。通過(guò)對(duì)西門子隔離開(kāi)關(guān)手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱防潮設(shè)計(jì)的研究，提出相關(guān)改進(jìn)措施，對(duì)預(yù)防相關(guān)缺陷起到積極作用。

1 箱體存在的防潮問(wèn)題

(1) 箱體結(jié)構(gòu)縫隙導(dǎo)致滲水。箱體與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連處、箱體與固定背板相連處因機(jī)械連接存在著縫隙，在雨水侵蝕下易導(dǎo)致水隨著安裝螺栓滲入箱體。箱蓋安裝時(shí)依靠密封圈擠壓形成密封，而長(zhǎng)期運(yùn)行后因密封圈老化存在著滲水風(fēng)險(xiǎn)。

(2) 箱體無(wú)排水設(shè)計(jì)，積水難以排出。箱體底部?jī)H設(shè)置通氣孔，而未設(shè)置排水孔，雨水滲入箱體內(nèi)部易形成積水，長(zhǎng)期無(wú)法排出。通氣孔六角螺栓

頭高于箱體底面，在積水形成后，雖然長(zhǎng)期運(yùn)行可以緩慢排出積水，但最終會(huì)在底部形成不高于通氣孔六角螺栓頭的積水，具體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 原有六角螺栓通氣孔

(3) 箱體內(nèi)部易形成蒸籠效應(yīng)，加速潮氣侵蝕。箱體內(nèi)部設(shè)有50 W 的常投加熱器，在箱體濕度小于80 %時(shí)，不會(huì)對(duì)箱體內(nèi)的端子和元器件造成損害；在箱體內(nèi)濕度大于等于80 %時(shí)，加熱器會(huì)對(duì)潮氣進(jìn)行加熱，而根據(jù)熱氣上升的原理，會(huì)在箱體頂部形成凝露，甚至在端子和元器件上凝結(jié)成水珠，最終造成元器件和端子的銹蝕短路。

2 箱體治理的思路

(1) 全面封堵。前期現(xiàn)場(chǎng)整治中，采用玻璃膠對(duì)箱體的各個(gè)易滲水部位進(jìn)行封堵，使箱體形成僅有一個(gè)通氣孔的封閉環(huán)境，基本解決了箱體滲水問(wèn)題。打膠工作不需要停電配合，短期內(nèi)密封效果好。但是該解決方案存在兩個(gè)問(wèn)題：一是玻璃膠長(zhǎng)期使用后會(huì)老化開(kāi)裂導(dǎo)致滲水，需要定期維護(hù)；二是機(jī)構(gòu)箱需要定期進(jìn)行開(kāi)蓋檢查，需進(jìn)行重新打膠，加大排查工作量。

(2) 通風(fēng)孔改造。在箱體側(cè)面上部加裝一個(gè)通氣孔，使箱體具有兩個(gè)通氣孔，在內(nèi)部加熱器的驅(qū)動(dòng)下，可對(duì)潮氣進(jìn)行對(duì)流疏導(dǎo)，促進(jìn)潮氣排出。該方案涉及箱體打孔，為防止箱體內(nèi)元器件受到影響，需要結(jié)合停電進(jìn)行。因此，該改造升級(jí)方案存在風(fēng)險(xiǎn)，停電施工導(dǎo)致實(shí)施難度大。

3 綜合治理方案

結(jié)合箱體治理思路，對(duì)原箱體進(jìn)行通風(fēng)孔改造，并輔助以相關(guān)措施，采用疏堵結(jié)合方式形成綜合治理方案如下。

(1) 底部開(kāi)槽，解決箱體積水問(wèn)題。對(duì)箱體底部六角螺栓通氣孔結(jié)構(gòu)作優(yōu)化設(shè)計(jì)，在原有的六角螺栓通孔螺栓頭上部進(jìn)行開(kāi)槽，使六角螺栓通氣孔上部溝槽與箱體底面為同一平面，如箱體內(nèi)部積水，可經(jīng)六角螺栓通氣孔頭上溝槽排出，左圖箭頭表示流水路徑，同時(shí)通氣作用不受影響；右圖箭頭為氣流流向，詳見(jiàn)圖2。

圖2 改進(jìn)后六角螺栓通氣孔

(2) 箱門加裝通氣孔，形成雙通氣孔對(duì)流。箱體內(nèi)潮氣形成對(duì)流有助于內(nèi)部潮氣的有效排除，避免內(nèi)部凝露。在箱體上開(kāi)孔需要結(jié)合停電，為此，將箱蓋上的安裝手動(dòng)解鎖螺母蓋的孔改為通氣孔。由于箱體蓋上的手動(dòng)解鎖螺母蓋安裝孔直徑為φ19, 通氣孔直徑為φ16，因此，需在內(nèi)外增設(shè)兩個(gè)不銹鋼墊片，不銹鋼墊片與箱蓋及通氣孔采用高分子液態(tài)膠密封，防止在結(jié)合處漏水(見(jiàn)圖3)。圖中箭頭為氣流方向。

圖3 新裝箱蓋通氣孔

(3) 箱體結(jié)構(gòu)縫隙打膠。采用新型3M 密封膠對(duì)箱體與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連處、箱體與固定背板相連處的機(jī)械縫隙進(jìn)行填充，并定期對(duì)箱蓋密封條進(jìn)行檢查更換(與檢修周期一致，6 年)，有效提升箱體防滲水能力。

4 治理效果

2019 年，嘉興供電公司以220 kV 大德變?yōu)樵圏c(diǎn)實(shí)施綜合治理方案。變共有西門子CR 型隔離開(kāi)關(guān)10 組，DR 型隔離開(kāi)關(guān)4 組，總計(jì)手動(dòng)機(jī)構(gòu)箱38 只，2018 年底排查中發(fā)現(xiàn)滲水箱體共計(jì)12 只，共引發(fā)缺陷4 條。經(jīng)2019 年初綜合整治后，年底排查中僅發(fā)現(xiàn)受潮箱體1 只，并實(shí)現(xiàn)當(dāng)年0 缺陷，試點(diǎn)效果顯著。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，西門子隔離開(kāi)關(guān)手動(dòng)機(jī)構(gòu)箱防潮問(wèn)題的解決對(duì)于提升變電站設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性有重要的意義。文中提出的綜合治理方案是針對(duì)原箱體防潮問(wèn)題的改進(jìn)型方案，采用一體化設(shè)計(jì)思想，經(jīng)多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，具備了可靠性高、實(shí)施簡(jiǎn)便、無(wú)需停電配合等優(yōu)勢(shì)，符合現(xiàn)下電網(wǎng)“五小箱”設(shè)備改進(jìn)優(yōu)化的基本方針，為其他型號(hào)的箱體防潮提供了可借鑒的思路。