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GW16(17)-220型高压隔离开关改造情况介绍 |
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| GW16(17)-220型高压隔离开关改造情况介绍 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 10:03:13  |
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众所周知，高压隔离开关作为电力系统重要开关设备，其运行状况直接影响电能的传输、分配及系统的安全可靠运行。近年来，随着用电负荷的增加，新变电所的建设，各种新型结构、材料的电气设备亦层出不穷，高压隔离开关也从功能、结构、用途由单一趋于多样化以适应不同地域、不同接线方式的需要，各种型号的隔离开关虽然用途相同，但结构、适用范围各不相同，各类隔离开关的检修维护工作也大相径庭。由于隔离开关设备经常操作处于活动状态，不仅需要考虑导电接触、绝缘爬距等，最重要的是隔离开关的机械性能，机械性能的正常与否直接决定着隔离开关分合位置、触头电阻、部件受力等典型故障、缺陷的发生。据有关数据统计，隔离开关设备机械部分故障大约占隔离开关全部故障的70%。所以，作好高压隔离开关的检修维护工作，应将重点放在处理隔离开关机构部分。只有把握好隔离开关检修维护的关键问题，才能使隔离开关设备的安全运行得到保障。
我局目前所辖220ＫＶ高压隔离开关设备型号主要有ＧＷ4、ＧＷ7、ＧＷ16、ＧＷ17型；随着运行年限的增加，隔离开关的分合不到位、设备锈蚀、连杆断裂、机构闭锁卡死等现象日益增加；其中不少问题是由于隔离开关本身的设计、材质及二次回路存在先天不足，从而设备在运行过程中这些故障缺陷逐渐暴露出来。特别在220ＫＶ设备停电困难的情况下，隔离开关设备的故障频发、超检修周期等现象，严重影响系统的安全运行。99年度我局仅处理隔离开关的缺陷多达80多次，其中直接影响安全运行的有10多次。近二年，根据网、省公司下达的有关文件精神结合目前本局高压隔离开关设备运行的具体情况，加大了对隔离开关设备的检修及技术改造工作；按照轻重缓急、修必修好的原则制订了比较详细的检修计划和技改方案。同时紧抓检修质量，把好隔离开关设备的检修验收关，并针对不同型号的隔离开关出现的问题进行归纳、分类，并成立专门的攻关小组。特别针对220ＫＶ刘村变电所ＧＷ16-220和ＧＷ17-220型隔离开关进行重点攻关。前不久，刘村变被省局定为220ＫＶ重要变电所，这使得该所隔离开关的可靠运行更显重要。
截止11月10日，我局已完成220ＫＶ刘村变电所ＧＷ16、ＧＷ17型隔离开关36组的改造工作，大大提高了刘村变隔离开关设备的健康水平，收到显著的效果。并在此次改造中总结了不少有益的经验；以下主要介绍我局2000～2001年度刘村变电所ＧＷ16和ＧＷ17型隔离开关改造的有关情况。
我局刘村变220ＫＶ接线方式为一个半接线，共有六串，每串有八组隔离开关，ＧＷ16型共12组，ＧＷ17型共34组。它们是1992年分批投入运行的，当时该隔离开关具有结构先进、动作稳定可靠、抗腐蚀性强及高抗震能力等显著特点。但经过这几年的运行操作，我们不断发现该类型的隔离开关存在不少缺点：例如ＧＷ16型主刀三相分合闸不同期到位；ＣＪ7电动机构容易掉亢；地刀杆不对中；ＧＷ17型地刀三相联动操作时，操作机构操作困难且合不到位；机构齿轮破裂损坏等故障。这些问题影响了隔离开关的正常操作。1999年，我局决定对该类型的隔离开关进行大修及技术改造，重点对ＧＷ16和ＧＷ17的机械部分进行改造。由于是首次进行此类隔离开关改造，缺少技术资料且无大修经验，为此我局组织部分检修人员到设备生产厂家了解隔离开关结构、生产工艺及厂家技改情况。制订了一套适合我局情况的改造方案。
1. ＧＷ16-220、ＧＷ17-220型隔离开关简介
ＧＷ16(17)-220型隔离开关从八十年代初至今已大量在电网中运行，特点是单柱、垂直断口、折叠式分合。由于结构上的不同，它的运行维护与其他型号的隔离开关相比有其自身特点。它主要由三个单级组成，极间用水平传动杆相连接，每组隔离开关配一台ＣＪ7电机操动机构，正常工作时采用电动机操动，检修、调试及事故状态时可采用操作手柄进行手力操动，同时，每极隔离开关可配1台或2台ＪＷ6-220接地闸刀和1台或2台ＣＳ17-Ｉ手力操动机构，接地闸刀的分、合闸只能采用手力操动机构操作。隔离开关由静触头装配、主闸刀装配、转动瓷套及支持瓷套、组合底座装配、传动系统以及ＣＪ7电机操动机构组成。隔离开关主闸刀装配包括上导电杆装配、中间接头装配、下导电杆装配和接线底座装配。其机械传动原理是当ＣＪ7电机操动机构的电动机通电后即起动，通过齿轮、丝杆、丝杆螺母减速，输出轴获得很大的操作力矩，并通过安装在机构箱上方的双四连杆带动中间相(操作相)的旋转瓷套(其余两相是通过水平传动和拐臂带动的)，继而通过安装在接线底座上的一对伞齿轮来驱动两侧的调节拉杆，使下导电杆运动。上导电杆相对下导电杆作180°的转动，是通过中间接头内的齿轮与齿条来实现的。在接近合闸和开始分闸时，连接叉中间的小滚子在齿轮箱斜面上移动，并推动上导电杆内的复位弹簧和夹紧弹簧等部件运动，使动触片合拢或分开，从而实现主闸刀的合闸和分闸。(图1为ＧＷ16-220型隔离开关)。
接地闸刀的合闸和分闸运动是通过手力机构带动一组四连杆机构后，把操作力矩传递给接地闸刀转轴来完成的。
2. 我局ＧＷ16(17)-220型检修、改造方案简述
由于刘村变220ＫＶ设备停电较困难，ＧＷ16、17型隔离开关全部超检修周期运行，因此改造与检修工作同时进行。主要检修项目如下：
(1)静触头装配检修；
(2)上、下导电杆装配检查；
(3)接线底座装配检修；
(4)接地闸刀装配检修；
(5)转动瓷套、支持瓷套检查；
(6)组合底座装配检修；
(7)传动系统检修；
(8)检查与调试；
其中包括测量隔离开关主闸刀和接地闸刀主回路的回路电阻；检查转动瓷套和支持瓷套；检查(或紧固)所有外部连接件的轴销和螺栓；检查接地闸刀与主闸刀的联锁情况；检查操动机构、传动机构，对齿轮等所有有相对运行的部分添加润滑油，并进行3～5次动作试验，以检查其灵活性及周期性，配合调整辅助开关及微动开关的动作情况，用手动检查操动机构，检查丝杆与丝杆螺母在分闸与合闸终了位置时的脱扣与入扣情况，以保证丝杆螺母能够灵活自如地在丝杆上运动；检查机构箱门的密封情况；测量二次回路的绝缘电阻；检查机构箱、接地装置、基础地脚螺栓等的紧固情况。
(9)清扫和刷漆；
改造项目如下：
(1)对ＧＷ16、17型电动机构更换为ＣＪ7ＡＧ1型；
(2)对ＧＷ16型隔离开关更换地刀和主刀底座，并加装联锁板。对其三相转轴支撑部位加装复合轴套或轴承。
(3)将ＧＷ17型地刀由原三相联动操作改为分相操作，并对电气闭锁回路进行改造；对厂家提供的联轴器做了改进。
3. 我局ＧＷ16(17)-220型存在的主要问题及解决方法
刘村变ＧＷ16(17)-220型隔离开关是平顶山开关厂生产的，属于早期产品。通过近十年的长期运行，隔离开关的主闸刀装配、接地闸刀、转动瓷套及支持瓷套、组合底座装配、传动系统以及电机操动机构都不同程度出现问题，其中最主要集中在机械传动系统部分，针对这些问题，我们根据设备实际情况制订方案逐一解决。
(1)主闸刀传动主轴三相支撑点轴套没有保护套
在长期运行过程中，雨水浸湿使其生锈，造成摩擦力增加，严重者出现卡死现象，并造成分合闸不同期、不到位，操作机构容易掉亢，多次造成设备延期送电。
对于上述情况，我们采用在其三相转轴支撑部位加装复合轴套(或轴承)的办法，减少因生锈引起摩擦力。并定期对相转轴部位加润滑油。
(2)ＧＷ16(17)-220型地刀三相联动操作困难。
这是由于基建安装中平衡调试不当造成地刀杆下垂，水平过死点引起的；同时，ＧＷ17型操动机构的地刀杆过细(直径40ｍｍ)容易变形，而ＧＷ16型地刀杆太粗(直径80ｍｍ)。 我们对ＧＷ16(17)-220型隔离开关全部更换了地刀和主刀底座，更换了ＧＷ16(17)型操动机构的地刀杆和整个接地静触头装配，其中包括触指、上触座、导向板等(如图2所示)；增大了静触指的接触面，加宽了支持板；使得更换后的地刀操作时接触稳定可靠。
对未更换的部件如防雨帽、螺栓、螺丝等进行全面的检查、修理，将锈蚀一般程度的部件用0#砂纸打磨、并用汽油清洗干净，最后涂导电脂。变形及锈蚀严重的部件予以更换。
为了彻底解决地刀三相联动操作困难的问题，根据生产厂家的建议，将ＧＷ16(17)型地刀由原三相联动结构改为分相独立结构，取消了三相水平操作连杆、主动拐臂板，Ａ、Ｃ二相加装了独立的手动机构，彻底解决了地刀三相联动操作时由于锈蚀卡涩、转动力距过大造成的分合操作困难的情况。目前改造后的地刀操作灵活、分合到位，同时也大大减轻了运行操作人员的工作强度。
(3)原ＣＪ7型电动机构故障较多。
ＣＪ7型电动机构为ＧＷ16(17)的配套产品，它由三相异步电动机驱动，通过一对齿轮、丝杠、丝母减速后输出力矩。通过双四连杆带动主刀垂直连杆进行分、合操作。它的健康状况决定主刀能否正常分合。我局ＣＪ7型电动机构运行中发现的故障缺陷不少，主要表现在以下几点：
①电动机构分合过程中容易掉亢；②由于掉亢造成机构齿轮多次破裂损坏；③机构分、合闸限位弹片失效；④机构箱体密封较差；
电动机构分合过程中掉亢问题，主要是由于分、合闸限位弹片易变形位移，造成主刀分、合闸到位后，行程开关未及时切断电机电源使得丝杆与丝杆螺母啮合脱离，丝杆继续空转并存在的惯性作用与丝杆螺母上的齿轮螺牙碰撞，严重情况下将丝杆螺母齿轮打坏，并造成主刀拒分、拒合。这种情况下，检修人员每次都对丝杆和丝杆螺母复位并对分、合闸限位弹片位置进行调整校正，但由于该ＣＪ7型机构结构的设计问题，使之始终不能尽如人意。该类问题长期以来一直困绕着我们，不能得到有效的解决办法。
另外，该型机构箱体密封性能不良，机构电源控制回路元件老化现象较多。
针对上述情况，我们积极与厂家及兄弟单位交流切搓，最终采用更换ＣＪ7型为ＣＪ7Ａ型机构的方案。ＣＪ7Ａ型为ＣＪ7型的改进型，结构改进较大。机构运转平稳可靠、无惯性冲击、便于检修。由于原ＣＪ7型通过双四连杆带动主刀垂直连杆进行分合操作，中间环节多，故障点多且输出效率受影响。而ＣＪ7Ａ型放弃了双四连杆装配，直接将涡轮装在机构输出轴上，输出轴通过调角连轴器与主刀垂直连杆对接，进行分、合操作时，丝杆运动带动涡轮使输出轴垂直转动，引起主刀垂直连杆传动进行分、合。这种结构减少了中间环节、输出力矩增大、体积也相对较小。分、合起来显得更加轻便灵活。同时该型机构改进了减速箱两端的碟形弹簧装置，将分、合闸时的惯性冲击控制在最小。
ＣＪ7Ａ型机构还改进了行程开关位置的设计，将原通过涡杆转轴上的二个分、合闸限位弹片控制行程开关开、断的方式改为安装在减速箱内部(二个)，通过丝母运动至丝杆二端引起行程开关的开、断来控制电机电源。这种结构特点是行程位置设置准确可靠且易调整。
通过这次更换工作，基本上解决了原ＣＪ7型机构易出现的问题。
(4)三相主刀分合不同期、不到位
ＧＷ16(17)型隔离开关三极联动时，经常出现主极(Ｂ相)的分、合闸正常而一边极合闸越位但分闸不到位，另一边极分闸越位但合闸不到位的现象。
产生此类问题的原因是三相水平拉杆长度调整不当。一般是通过适当调整三相水平拉杆的长度来解决，但有时会出现某一边极分、合闸均不到位。可通过缩短该极拐臂的长度来调整。
具体调整方法为：松开固定拐臂及拉板的螺栓，将拉板沿拐臂向里作适当调整，并配合调整该极三相水平连杆，以达到和主极同期的目的。此时也可能会出现某一边极分、合闸均越位的现象，这时通过增长该极拐臂的长度来调整，具体方法与以上相反。还可通过调整调角连轴器的角度配合解决。
(5)接地刀操作时分合闸力矩较大
用ＣＳＡ手力机构进行地刀操作时经常出现操作力较大，转动卡滞情况，经过我们多次检修处理发现问题主要出在以下几个方面：
①手力机构输出轴线与接地开关的传动轴的轴线不在一条直线上，即相连接时对中误差较大；
②接地开关本身装配不良，没按规定涂润滑油，装配关系有误等；
③接地开关调节不到位，如平衡弹簧调节不当。
针对上述几种情况，可采取调节操动机构的安装位置，保证操动机构的输出轴轴线与接地开关的传动轴轴线一致。详细检查接地开关及操动机构修理装配情况，必要时可重新进行拆装。检查接地开关的调整情况及平衡弹簧的预压缩量，使其达到最佳状态；调整静触头装配的安装位置，使地刀能顺利插入静触头。
(6)主刀动触片与静触杆接触不良
动触片与静触杆接触不良主要是在运行中由于频繁操作动触片变形、四个触点与静触杆也不平行而造成的。处理方法有3种：
①松开上导电管与动触头装配之间的紧固螺栓及定位螺栓，视具体情况稍微转动一下动触头装配，然后拧紧各螺栓；
②可通过调整静触杆来实现动、静触头的可靠接触；
③可调整或更换动触头座内两根动触片的支承销，使每侧的两个动触片的四个电接触面在同一平面内，必要时可通过更换新的动触头座来解决；
(7)关于主刀上、下导电杆的检修维护
ＧＷ16(17)型的上、下导电杆是机械手式单臂折叠型，传动部件密封在导电管内部，不受外界环境的影响；导电管内的平衡弹簧用来平衡运动元件的重力矩，使分合闸动作十分轻便平稳；采用钳夹式结构夹紧静触头导电杆，夹紧力由导电管内的夹紧弹簧来保证；采用顶压脱扣装置来保障隔离开关的可靠分闸；主刀和地刀的导电管均为铝合金材质，动、静触头均为镀银铜材，转动关节部位有耐磨性能优良的复合轴套及导电滚动触指，机械性能和电气性能非常稳定。
鉴于以下特点，我局此次改造未涉及上、下导电杆，一方面是由于其运行状况较好；另一方面因为其结构设计较复杂，我局缺少配备的检修工器具，加之现场解体检修条件也不具备。所以进行上、下导电杆的解体检修工作比较困难。
4. 检查与验收
对于此次隔离开关的改造工作，我局从分管领导到班组工作人员都非常重视，重质量、抓管理，确保隔离开关检修工艺和验收质量。
(1)在生产班组方面
每次开工前，制订详细的检修方案、组织措施、技术措施、辅助工具材料的准备工作；检修工作中严格按照ＧＷ16(17)-220型隔离开关检修工艺要求进行；工作结束前，对照验收规范进行班组一级的自验收，合格后报本工区申请二级验收。
(2)在修试工区方面：
修试工区针对目前检修工作普遍存在的问题，推行了“检修质量跟踪卡制度”，把每项检修工作划成若干部分和关键环节，每个部分和环节都由专人负责，并在检修质量跟踪卡上签名。确保设备检修每个工序、环节责任到人，并将其与奖金挂钩。这一措施的实施大大促进了检修人员的责任心，提高了设备检修维护水平。
(3)在专业管理方面
生技科作为隔离开关设备专业管理的职能科室，对照省公司下达的开关类的相关文件精神，认真贯彻执行高压开关设备的规程、规定、反事故措施。我局于2001上半年修订了《大修、技改工程竣工验收实施细则》，强调了变电工程特别是设备检修验收的管理。明确三级验收的具体责任和要求。
对设备验收进行质量评价，从施工工期、调试报告、自检验收报告(包括工区、班组)、新设备运行维护规程、竣工图纸、资料、文明卫生等方面进行测评，采用百分制，与各检修部门工程决算挂钩。验收人员根据不同电压等级由分管领导、生技科、安全科、生产工区、变电运行人员组成。该细则的实施为我局设备验收工作顺利开展提供了保障，消除或减少设备投产运行后留下的缺陷和隐患。
通过这次改造工作，使我局刘村变ＧＷ16(17)-220型隔离开关设备的健康水平上了新的台阶，隔离开关操作轻便、灵活，分合到位，运行状况良好。与此同时我们也更加注重了检修工艺、质量的提高，经验的积累和新技术的运用。为下一步检修工作更好的开展作好准备。
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