王貴山，蘇毅，房博一

(中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司柳州局，廣西 柳州 545006)

1 引言

國產(chǎn)折臂夾鉗式隔離開關(guān)有 GW10、GW11、GW16、GW17等型號，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］。由于高壓隔離開關(guān)主要在戶外運行，其導(dǎo)電和主要的傳動系統(tǒng)全部暴露在大氣中，運行環(huán)境相對惡劣，過熱、卡澀、斷裂等現(xiàn)象普遍。結(jié)合折臂夾鉗式隔離開關(guān)所特有的結(jié)構(gòu)、工作原理以及運行檢修中存在的問題，對該型隔離開關(guān)有針對性的提出了切實可行的完善化方案。

2 隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)及工作原理

折臂夾鉗式隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)見圖1，它的運動過程由兩部分復(fù)合而成，即折疊運動和加緊運動［2］。

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

圖1 隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

夾緊運動:在隔離開關(guān)由分閘位置向合閘位置運動的過程中，并在接近合閘位置(快要伸直)時，滾輪開始與齒輪箱上的斜面接觸，并沿著斜面繼續(xù)運動。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，同時動觸頭座內(nèi)的對稱式滑塊增力機構(gòu)把頂桿的推移運動轉(zhuǎn)換成觸指的相對鉗夾運動。當靜觸桿被夾住后，滾輪繼續(xù)沿斜面上移3～5mm，直至完全合閘，此時夾緊彈簧的彈力已作用在頂桿上。在這個過程中，由于頂桿被設(shè)計成推壓柔性桿，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，使得頂桿獲得一個穩(wěn)定的推力，從而使觸指對靜觸桿保持一個可靠不變的夾緊力。當隔離開關(guān)開始分閘時，滾輪沿斜面向外運動，直到脫離斜面，此時在復(fù)位彈簧的作用下，頂桿帶動觸指張開呈“V”形。

3 運行檢修中存在的問題

3.1 傘齒輪卡澀

傘齒輪雖然裝在齒輪盒內(nèi)，并涂有潤滑油脂，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)動困難卡澀。

3.2 平面雙四連桿等長調(diào)整不易

平面雙四連桿不等長時，操作力作用在一側(cè)連桿上，使受力連桿過載，容易造成平面雙四連桿扭彎、斷裂。而平面雙四連桿等長調(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。

3.3 操作桿與底座鉸接點易斷裂

隔離開關(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斷裂將造成隔離開關(guān)不能正常分合閘。

3.4 復(fù)合材料的滾輪易變形

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

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，致使隔離開關(guān)不能正常合閘或合閘不到位。

3.6 置于動觸頭座內(nèi)的對稱式滑塊增力機構(gòu)不能調(diào)整觸指對靜觸桿的夾緊力

在夾緊彈簧的彈力減小時，無法通過調(diào)整稱式滑塊增力機構(gòu)改變觸指對靜觸桿的夾緊力。因此而引起的觸指過熱不能有效改善。

4 解決方案

(1)將隔離開關(guān)底座設(shè)計為鋼板一次成型折彎結(jié)構(gòu)，下導(dǎo)電管通過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設(shè)計為底座兩側(cè)鋼板裝不銹鋼棒，操作桿通過不銹鋼棒中部的預(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。改進后的結(jié)構(gòu)不易卡澀，拉桿長度調(diào)整便捷;同時解決了操作桿與底座鉸接點易斷裂的問題，也使上下導(dǎo)電管在合閘位置時不成一條直線的調(diào)整問題簡單化。

圖2 隔離開關(guān)改進底座結(jié)構(gòu)示意圖

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

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

(4)將動觸頭座結(jié)構(gòu)設(shè)計為如圖3所示結(jié)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母改變合閘位置時觸指對靜觸桿的夾緊力。

圖3 動觸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖

5 結(jié)語

從結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇上對折臂夾鉗式隔離開關(guān)提出了完善化方案，采用上述方案對該結(jié)構(gòu)隔離開關(guān)進行完善化后，設(shè)備運行安全穩(wěn)定。對于隔離開關(guān)制造廠家，充分考慮設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料選擇，設(shè)計、生產(chǎn)出更完善的設(shè)備，不僅可以提高產(chǎn)品競爭力、減少廠家售后服務(wù)成本投入，也對電力系統(tǒng)安全、可靠運行具有重要意義。

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

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

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

［4］ 苑舜，崔文軍.高壓隔離開關(guān)設(shè)計與改造［M］.北京:中國電力出版社，2007.