變電站戶外刀閘操動機構(gòu)防雨罩的研發(fā)及應(yīng)用

張 輝，楊震強，張小兵

（1.西安供電局，陜西 西安 710032；2.西北電網(wǎng)有限公司，陜西 西安 710048）

變電站戶外刀閘操動機構(gòu)防雨罩的研發(fā)及應(yīng)用

張 輝1，楊震強2，張小兵1

（1.西安供電局，陜西 西安 710032；2.西北電網(wǎng)有限公司，陜西 西安 710048）

近年來，隨著西安電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，越來越多的戶外刀閘轉(zhuǎn)動軸和刀閘閉鎖鎖具發(fā)生銹蝕，造成現(xiàn)場倒閘操作時，常發(fā)生因鎖具無法正常開啟而被迫解鎖的情況，增加了誤操作發(fā)生的幾率。同時，刀閘輔助開關(guān)經(jīng)常發(fā)生直流接地，影響直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運行并可能造成故障情況下短路器誤動、拒動，擴大事故范圍。為了消除這些隱患，需要研究有效的技術(shù)措施以確保變電站的安全運行。因此，有必要研發(fā)刀閘防雨罩以減緩戶外刀閘操作轉(zhuǎn)動軸銹蝕，并防止因雨水滲入刀閘內(nèi)部造成直流系統(tǒng)接地，確保倒閘操作安全和故障時斷路器的正確動作。

1 存在的主要問題

據(jù)2007年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，西安供電局戶外變電站共45座，占所轄變電站總數(shù)的61.6%。在戶外變電站中，GW4-110、GW4-220、GW7-330型刀閘約占戶外刀閘總量的84.6%。根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計，這幾種刀閘在運行中存在較多問題，具體情況如表1所示。

(1) 戶外刀閘操作轉(zhuǎn)動軸和刀閘閉鎖鎖具銹蝕嚴(yán)重。以西安供電局為例：西安地區(qū)年降水量約500mm，其中春季約40mm、夏季約240mm、秋季約200mm、冬季約20mm，西安大部分地區(qū)屬于3級污染區(qū)。在此環(huán)境下運行的戶外變電站，容易因進水造成戶外刀閘轉(zhuǎn)動軸銹蝕及刀閘閉鎖鎖具銹蝕，進而影響操作人員進行倒閘操作。

表1 變電站戶外刀閘運行主要問題統(tǒng)計 (單位 ：次)

(2) 直流接地異常頻發(fā)。變電站運行中因夏、秋季降雨量較大，雨水順刀閘轉(zhuǎn)動軸滲入刀閘輔助開關(guān)，導(dǎo)致直流接地，給變電站安全運行帶來極大的隱患。據(jù)統(tǒng)計，每年因雨水滲入刀閘輔助開關(guān)造成直流接地的故障占直流接地故障總數(shù)的65%以上。

2 解決方案總體思路

通過現(xiàn)場調(diào)查，分析直流接地刀閘轉(zhuǎn)動軸滲水和銹蝕原因，認為用防雨罩遮擋刀閘轉(zhuǎn)動軸、輔助開關(guān)和閉鎖鎖具這一措施，可以防止戶外刀閘操作轉(zhuǎn)動軸銹蝕，減輕閉鎖鎖具銹蝕現(xiàn)象。

3 關(guān)鍵技術(shù)

經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)試驗，確定防雨罩傾斜度為30°、錐面半徑15cm，并利用機械加工技術(shù)制作防雨罩模具，可確保其在有效范圍內(nèi)起到防雨的作用。同時，可將其安裝于各類刀閘傳動桿上，使其不影響運行人員開鎖及操作刀閘。為防止防雨罩銹蝕，確保不影響倒閘操作及人員安全，防雨罩采用天然橡膠、再生膠等原料制作。為確保防雨罩能使用3～5年，根據(jù)硫化技術(shù)和工藝要求，加入6條加強筋，使其拉伸強度、硬度達到實用標(biāo)準(zhǔn)，確保防雨罩不變形，并保證研發(fā)成本的投入效益。

4 實施及應(yīng)用

4.1 產(chǎn)品設(shè)計

通過調(diào)查和取證，以及數(shù)次模擬試驗，制定了設(shè)計方案并確定了模型的大小、尺寸、安裝設(shè)計及原材料。圖1為戶外刀閘操動機構(gòu)防雨罩示意圖。圖中所示防雨罩安裝于刀閘傳動軸上，刀閘傳動軸管徑分別有：4.5cm、5cm和6cm3個標(biāo)準(zhǔn)，防雨罩根據(jù)傳動軸最大管徑6cm確定安裝部位尺寸，且設(shè)計有5mm深的安裝槽。防雨罩30°的傾斜度可有效阻擋9 8%的雨水；錐面半徑15cm，可有效遮擋閉鎖鎖具及輔助開關(guān)，且安裝于距轉(zhuǎn)動槽35cm～45cm的高度，確保鎖具的操作不受影響。因西安市地處陜西關(guān)中地區(qū)，年平均濕度為35%RH，故防雨罩設(shè)計未考慮濕度對刀閘操動機構(gòu)和鎖具的影響。

4.2 組織實施，驗證效果

研制成的防雨罩首先安裝在問題較多的220kV棗園變電站GW4-220和GW4-110型刀閘操作轉(zhuǎn)動軸上。經(jīng)多次進行冒雨測試，證明防雨罩具有防水的直接功效。2007年全年220kV棗園變未發(fā)生因刀閘輔助開關(guān)進水引起的直流接地故障，閉鎖鎖具均無需維護更換。為了更好地驗證防雨罩的功效，并解決其他變電站運行中的同類異常現(xiàn)象，2007年-2008年陸續(xù)將防雨罩安裝于330kV南郊變、110kV浐河變、金花變等變電站。根據(jù)2008年秋季的調(diào)查，戶外刀閘操動機構(gòu)安裝防雨罩1年的變電站，未發(fā)生因輔助開關(guān)進水引起的直流接地故障，并且安裝后刀閘轉(zhuǎn)動軸和閉鎖鎖具未出現(xiàn)因銹蝕須維護更換的情況。

4.3 安全效益

變電站戶外刀閘操動機構(gòu)防雨罩在陜西電網(wǎng)的成功研制及應(yīng)用，不僅有效地杜絕了戶外刀閘輔助開關(guān)的直流接地，而且使閉鎖裝置保持完好性和操作刀閘的便捷性，防止了操作人員的誤操作事故，保證了操作任務(wù)的順利完成。

5 結(jié)束語

變電站戶外刀閘操動機構(gòu)防雨罩的研發(fā)及應(yīng)用，加強了變電站的安全運行，防止了不安全因素的發(fā)生，提高了操作的效率，保證了對外供電的可靠性和經(jīng)濟性。

1 國家電網(wǎng)公司防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求. 北京：中國電力出版社，2001

2 國家電網(wǎng)公司直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范. 北京：中國電力出版社，2006

3 楊德鈞，沈卓身. 金屬腐蝕學(xué)(第2版). 北京：冶金工業(yè)出版社，2004

4 李延林. 橡膠工業(yè)手冊(第五分冊). 北京 ：化工工業(yè)出版社，1993

5 劉國財. 安全科學(xué)概論. 北京：中國勞動出版社，1998

6 國家電網(wǎng)公司. 防止電氣誤操作安全管理規(guī)定. 北京：中國電力出版社，2005

7 國家電網(wǎng)公司. 電力安全工作規(guī)程(變電站和發(fā)電廠電氣部分). 北京：中國電力出版社，2005

8 國家電網(wǎng)公司. 十八項電網(wǎng)重大反事故措施. 北京：中國電力出版社，2005

2009-09-25）