淺析單臂垂直伸縮式隔離開關改造實例

萬軼倫，孔曉文，任雙劍，尹濤

（國網阿勒泰供電公司，新疆 阿勒泰 836599）

隔離開關在電力系統中的作用是將電氣設備與運行中的電網隔離，以保證被隔離的電氣設備能安全地進行檢修維護。雙母線運行的電系中，利用隔離開關可將線路從一組母線切換至另一組母線上運行，也可直接切斷或接通一些小電流電路。然而，變電站中隔離開關與其他一次設備相比，其故障率一直居高不下，其中又以單臂垂直伸縮式隔離開關尤為嚴重，因此，對此類隔離開關開展技術改造已刻不容緩。

1 單臂垂直伸縮式隔離開關存在問題分析

目前，單臂伸縮式隔離開關存在問題主要體現在上部導電桿分、合閘不到位或拒動；導電回路電阻增大，接觸點產生過熱現象兩個方面。主要由于以下幾方面原因造成：一是彈簧金屬疲勞，剛性不足，拐臂無法正常伸直，致使夾緊力不足。二是母線、上部導電管及隔離開關拐臂膨脹系數不同，在溫差較大地區運行時（如阿勒泰地區冬夏季溫差約70℃）相對位置會有較大變化，從而使接觸點的回路電阻增大。三是個別零件長時間運行出現腐蝕現象，造成分、合閘卡滯。同時，該類設備屬于早期產品，備品備件缺失較為嚴重，運維難度進一步提升。

2 改造為雙臂剪刀式隔離開關的主要優勢

雙臂剪刀式隔離開關相較單臂垂直伸縮式具有以下明顯優勢：一是分閘后導電回路對稱分布，對瓷瓶、底座作用力更均勻。二是雙臂結構動觸頭夾鉗范圍更大。三是導電部分為雙回路并聯結構，活動關節處采用軟連接結構，與導電盤結構相比，基本不受外界污染等因素影響，通流可靠。四是分、合閘過程及動、靜觸頭夾緊過程是通過封閉在傳動箱內的四連桿機構以及剪刀式導電桿完成，可靠性高。

通過上述分析，雙臂剪刀式隔離開關的原理及技術特點可有效解決單臂垂直伸縮式隔離開關所存在的導電回路過熱、可靠性不高等問題，且該兩類開關基礎結構類似，改造時可充分利用原基礎構架，只需將靜觸頭位置旋轉90度即可。

3 具體實施步驟

3.1 前期準備階段

（1）勘查現場，熟悉設計圖紙，進行技術、安全交底等，并完成起重裝置選型，編制起吊方案。

（2）設備到貨后，進行隔離開關支柱絕緣子PRTV 噴涂，支柱絕緣子膠裝部位探傷、導電部位鍍銀層檢測、一次引流線接線板制作等；隔離開關絕緣電阻測試，交流耐壓試驗等；試驗完成后，利用人力叉車將各間隔隔離開關轉運至各間隔空余地點。

（3）提前根據隔離開關接線板準備相應型號設備線夾和過渡引流板等材料，通知相關廠家提前進場，并準備好相關施工工具。

3.2 停電施工階段

（1）拆除原單臂垂直伸縮式隔離開關導電臂、設備連接線、靜觸頭軟母線、靜觸頭、支柱絕緣子，隔離開關底座，地刀操作機構，傳動連桿；主刀電動操作機構箱；設備雙重名稱標示牌、五防鎖；防火封堵，二次接線等。（隔離開關構架基礎利舊）。

（2）在原隔離開關水泥構架桿基礎上進行雙臂垂直伸縮式隔離開關底座安裝，支柱絕緣子安裝，安裝雙臂垂直伸縮臂，靜觸頭安裝，操作機構安裝，隔離開關三相聯動試驗。恢復設備連接線，二次接線，安裝設備雙重名稱標示牌、五防鎖；進行設備防火封堵，四遙對點等工作。

4 關鍵節點及注意事項

4.1 設備吊裝

吊裝設備時，應確認設備重量、吊具及鏈條葫蘆的起重能力，嚴禁超重起吊，吊點選擇正確，重物受裝卸絕緣子時尤其需要小心，吊裝時吊繩應掛在絕緣子上部傘裙之間，不能掛在法蘭澆注處。按照圖1所示，以適當的方式捆扎材料，平穩起吊。力平衡后方可起吊。

圖1 吊裝方案

備注：主閘刀應在分閘位置進行吊裝，吊裝時，先不要解開主閘刀上的捆扎帶，待主閘刀安裝固定在支柱絕緣子上準備調試時再斷開。

4.2 刀閘安裝

（1）底座的安裝。依圖1B所示吊裝底架，根據施工布置圖將其置于隔離開關支架上，對齊支架上的安裝孔，從附件箱中找出相應的螺栓將其緊固，移除吊索。

圖2 底架安裝示意圖

用水平儀檢查底架是否水平，如不水平，可在底架與鋼支架之間加調整墊片進行調整，調整雙頭螺桿（圖2序1）的長度，使兩關節軸承中心距為550mm。

（2）操動機構的安裝。操動機構采用通過抱夾與垂直傳動桿相連。按照圖1C所示起吊操作機構至安裝圖所標的位置，將其連接到基礎支架上，預緊螺栓。

確認主刀傳動拐臂（圖2序號2）與操動機構都處于分閘位置。

圖3 機構安裝示意圖

根據廠家注明的垂直連桿長度及用途，選擇合適的垂直連桿（圖3序號2），將垂直連桿的兩端分別插入主刀傳動拐臂（圖2序號2）的轉軸部分和電動機構的連接接頭（圖3序號3）的抱夾中。在兩個豎直平面內使用水平儀，確認主刀傳動轉軸與操作機構轉軸的對正后，將操動機構與基礎支架緊固，然后，緊固夾件來抱緊垂直連桿。

（3）支柱和旋轉絕緣子的安裝。如圖1A所示吊起支柱絕緣子并將它放在底架的墊塊上，用M12×30螺栓及彈平墊將旋轉絕緣子下法與墊塊連接起來，先不要擰緊。

使用水平儀確認上法蘭面處于水平，從而確認支柱絕緣子垂直；按照圖1A所示吊起旋轉絕緣子，將下端法蘭安裝在軸銷上（圖2，序1），由于軸銷與旋轉絕緣子不是死連接，先不要解除吊裝旋轉絕緣子的繩套，用捆扎帶或繩套將旋轉絕緣子和支柱絕緣子捆綁在一起，盡量保證旋轉絕緣子垂直狀態，然后接觸吊裝旋轉絕緣子的繩套。

檢查底座、操動機構等已安裝的組件都已置于分閘位置。

按圖1D所示，吊裝主閘刀。將主閘刀與旋轉絕緣子、支柱絕緣子上法蘭的安裝孔對正后擰入螺栓（注：主閘刀與旋轉絕緣子上法蘭用M12×30螺栓和彈平墊螺母緊固，主閘刀與支柱絕緣子上法蘭用M12×30螺栓和彈平墊螺母緊固）。緊固時，應先將主閘刀與支柱絕緣子之間的螺栓擰緊，然后再緊固主閘刀與旋轉絕緣子之間的螺栓。移除吊在繩套和捆綁旋轉絕緣子和支柱絕緣子的繩套，最后拆除主閘刀的運輸捆扎帶。

（4）主閘刀靜觸頭的安裝。從包裝箱中取出靜觸頭導電管、橫擔鋁板及母線夾具，安裝前將導電面擦拭干凈，將母線下夾具安裝在橫擔鋁板上。然后，截取合適長度的鋁絞線，將一端緊固在橫擔鋁板的夾具上，另一端固定靜觸頭夾具上，先不要緊固，調整鋁絞線圓圈直徑大小，使靜觸頭高度滿足鉗夾位置要求后緊固所有螺栓。并且調整靜觸頭位置，使其與橫擔鋁板沿鋼芯鋁絞線中心對稱。

主閘刀靜觸頭安裝完后，然后做以下檢查：靜觸桿保持水平且平行于母線，靜觸桿的高度應保證在動觸頭的鉗夾范圍，并考慮到由于溫度、風力、霜凍等外界因素對鉗夾范圍的影響，保證三相靜觸桿的高度保持一致，對鋼芯鋁絞線的連接進行確認，對導電接觸面涂抹的防水膠進行確認，對鋼芯鋁絞線繞向進行確認，保證鋼芯鋁絞線繞成諧振環平滑、圓度均勻。

（5）隔離開關主刀三極的調試。確認主刀電動機操動機構、中相底座主刀傳動拐臂及主閘刀均置于分閘位置后，對中相進行手動分合閘操作，當機構到達分合閘位置時，保證主閘刀同時也到達分合閘位置。否則，松開機構主軸上接頭和夾板的螺栓，輕微變動垂直傳動桿與機構主軸的相對位置進行微調。將三極隔離開關的主閘刀均置于分閘位置，將中相、邊相水平傳動接頭分別安裝在中相、邊相三極傳動拐臂上，然后用主刀三極水平傳動桿將中相、邊相水平傳動接頭連接。

5 結語

單臂垂直伸縮式隔離開關在電網系統內的存量較大，經長期運行，頻繁暴露出的問題較多。相較單臂垂直伸縮式隔離開關，雙臂剪刀式隔離開關的優點顯而易見，在日常的使用和維護中亦得到運維、檢修人員的普遍認可。實踐證明，將單臂垂直伸縮式隔離開關改造為雙臂剪刀式隔離開關簡單易行，成本較低，且由于不用改變現場基礎，停電時間較短，可行性較高，改造后隔離開關運行可靠性明顯提升，該方案對于解決單臂垂直伸縮式隔離開關運行隱患具有較為廣闊的應用前景。