隔离开关弹簧机构拒合的原因和改进措施

1、隔离开关弹簧机构拒合的原因和改进措施【摘要】长期以来由于高压隔离开关的主要作用是起隔离意义,而不开合负载电流和故障电流,常常是处于合闸状态而较少进行操作,其结构也是相对简单,并且技术含量较低,便于制造,所以说制造和使用双方均将高压隔离开关常常是放在次要位置,对于其检修维护基本上是处于“不坏不修、坏了再修”的状态。但是隔离开关弹簧机构拒合的问题也是长存在，本文将分析隔离开关弹簧机构拒合的原因，并且提高期刊改进措施。 【关键词】隔离开关 弹簧机构拒合 原因 措施 前言 隔离开关已经是变电站、输配电线路中和断路器配合使用的一种主要设备，在运行中起着比较重要的作用，隔离开关又叫隔离刀闸，其主要用途是保

2、证高压装置检修工作的安全，并且在需要检修的设备与其他带电部分之间用隔离开关可以构成足够大的明显可见的空气绝缘间隔。高压隔离开关在电力系统中的运行数量是非常多的，而且高压隔离开关是在无载情况下断开或者接通电流的输电设备,对被检修的高压母线、断路器等电气设备与带电的高压线路进行明显的电气隔离的作用。目前高压隔离开关已经成为电力系统中使用量最大，并且应用范围最广的高压电器设备之一，质量优劣、运行维护好坏将直接影响到电力系统的安全运行。由于生产工艺、安装工艺和运行维护等方面的因素影响,往往使得高压隔离开关在运行中常表现出操作卡涩、拉合失灵、三相合闸不同期、接触部位发热等方面的各种故障现象,如果这些故障

3、若处理不好,对电网的安全生产将会造成严重威胁，本文将对隔离开关弹簧机构拒合的原因和改进措施进行探讨。 一、隔离开关弹簧机构问题 电压等级较高的隔离开关一般都采用电动操作机构进行操作。电动操作的隔离开关弹簧机构拒绝合闸时，需要着重观察接触器是否动作，电动机转动与否以及传动机构动作情况等方面的问题。隔离开关弹簧机构表现为拒动或分合闸不到位,是因为隔离开关机构箱进水以及轴承部位进水现象，而往往在倒闸操作时发生。包括外壳、连杆、轴销、弹簧等。使得各部轴销、连杆、拐臂、底架或者是底座轴承锈蚀，都会造成拒分拒合或分合不到位；以及连杆、传动连接部位、闸刀触头架支撑件等方面强度不足断裂，使得分合闸不到位。发生

4、问题的常常是老旧的GW4、GW7型开关比较多，而且有GW6隔离开关曾发生合闸后自动分闸故障，其表现情况是平衡弹簧材质和工艺不良,以及在运行中平衡弹簧锈断现象。以及GW10、GW11产品以前发生闸刀三相拐臂的角度调整不对，而且机构输出轴法兰角度调整不到位,扇型齿轮爆齿,从而使得万向节法兰与机构法兰连接螺丝被切断、机构的限位开关铸铁件被打断、分合闸不到位等方面的故障。 二、隔离开关弹簧机构拒合的原因分析 在长期的使用过程中，往往由于弹簧自身存在的疲劳和形变，使得弹簧发生形变，以至于影响开关设备的速度及行程，并且造成设备事故现象。如隔离开关在合闸时，由于触指弹簧处于长期的受拉状态而疲劳，而且中间触指

5、内进水，从而使弹簧严重生锈甚至锈断，造成触指接触压力下降，接触电阻上升，以至于引起过热。在检修时发现许多早期投运产品的触指弹簧现已锈断，条形触指因退火已变软和变形。亦或者条形触指和柱形触头处于长期的分闸状态时受到大气污染，使得表面氧化及脏污物的作用在接触面上形成电阻率较高的覆盖层，并且使合闸后造成中间触头过热现象。亦如条形触指和柱形触头接触不良现象。在检修中，我们发现出现该种问题的主要原因有这些情况：一是条形触指和术形触头单边接触，使得接触面减少了一半，并且引起大电流通过时过热。二是由于操作频繁，分、合闸使用过程中，触头间产生的电弧烧损接触面造成接触不良现象。三是条形触指和触头块之间固定的螺栓

6、松动，使得该触面接触不良而进热现象。 2009年12月10日，在设备制造厂家以抽检的方式对弹簧按设计检验标准进行了一个系统而全部特性测试，如表所示。把CTG1机构拆下，并且保留连接机构，在传动主轴上用数字显示的力矩扳手测试力矩，这样测试的主要为隔离开关的反力矩（连接机构部分在此条件下的摩擦力矩相对很小），并且在现场根据设计参数对未运行的122-17及123-2隔离开关进行实地测量，检测是否隔离开关仓内的运动摩擦力偏大导致在操作中出现异常。从而测试结果：在122-17数据中压缩弹簧长度为227228 mm，合闸分闸缓冲垫为四个，并且隔离开关刚刚接触的力矩值为59.9 Nm、63.7 Nm、57.

7、9 Nm、55 Nm。而合闸到位时最大力矩为98 Nm、98.9 Nm、98.7 Nm、103.4 Nm、104.9 Nm。 在123-2数据中压缩弹簧长度为247248 mm，而合闸分闸缓冲垫为四个，并且隔离开关刚刚接触的力矩值为：44.8 Nm、38.3 Nm、35.3 Nm、36.7 Nm。在合闸到位时最大力矩为85.5 Nm、79.3 Nm、79.6 Nm、80.9 Nm。从测试结果看力矩测试数据基本满足厂内制造规范不大于100 Nm的要求。并且弹簧压缩长度也满足设计要求。可是在接下来对分合闸速度特性的测量，根据测量曲线进行对比，终于发现了该站弹簧机构存在的拒合问题的根本原因。 弹簧操

8、作机构往往由于弹簧的压缩和释放，使得期间所产生的动能需要缓冲装置进行吸收，避免机件损坏。隔离开关机构摩擦阻力随环境条件、时间的推移等方面的正常因素的影响往往略有变化时，同时再加上机构弹簧压缩量（裕度）偏小或者弹簧压缩量正处于临界状态，这样可以使得操作机构输出轴与组合电器壳体间的摩擦力，以至于影响机构的传动。测量机构弹簧的压缩量，发现普遍偏于要求值的下线。在检测现场发现123-2机构仅装一根大簧而没装小簧。和厂内提供的机构弹簧装配图纸已经不相符了。对于这种现象是属于安装工人漏装还是设计更改设计方案问题吗？在与制造厂核实，其原始设计冰没有改变。可是经查阅示波图及和厂内检验人员核实发现，在出厂检验项

9、目规定：合闸速度应在1.72.5 m/s范围内当速度不满足要求时，可拆小簧，这样达到试验合格后，就可出厂。而123-2机构装2根弹簧开关速度超过了2.5 m/s，按规定拆下小簧，速度为2.32 m/s。因此出现了有的机构只装一根弹簧的问题，其现场临时解决的方案是对弹簧进行再压缩，并且使其产生较大的动能，从而完成合闸过程，达到检测的目的。 三、隔离开关弹簧机构拒合的改进措施 由于隔离开关条形触指弹簧锈断或者弹性下降，已经使触头内条形触指的两边排列不整齐，造成各触指张开角度大小不一样，使得合闸时柱形触头被位于靠近触头中心线的条形触指顶祝当采用电动合闸时被顶住的条形触指顶弯，也使隔离开关合闸不到位现

10、象，同时也使两支持绝缘子受到水平方向的应力。对于隔离开关弹簧操作机构出现拒合问题，在分析中，我们发现是由于设备在出厂试验时对速度及缓冲曲线的要求，导致调整分、合闸缓冲时增加了较多的缓冲垫，致使机构在合闸当中速度偏低现象，而且在机构过死点时由于速度不足导致拒合，并且拒合原因与弹簧本身质量和设计往往没有关系。要解决这一问题现象应提高刚合、刚分点速度方面的措施。 一是制造厂在生产加工时，应提高各部件的制造质量工艺，如连杆接头应焊接一定要牢固，而且要保证接头与连杆一定要在同一中心线上。并且拐臂应焊牢且应和垂直转动轴要保持相垂直。对于接地开关三相间水平转动轴的固定支撑板的轴孔与接头应也要在同一中心线上。

11、同时对于一些转动限位磨损件应具有足够的强度要求。二是接头焊弯曲的连杆应重新割焊；三相间的水平传动拉杆必须保证在同一水平面内，相间的传动拉杆必须保证在同一中心线上。制造或者运输造成弯曲的同相间的水平传动拉杆应进行校直。在同一中心线上的接地开关需要相间联运转轴应重新割焊。当支持绝缘子弯曲时应用垫片调整到正常，假设仍不能达到调度要求时则应予以更换。新投动时传动系统加有润滑油，操作会较轻便，可以过一段时间就会产生操作费力、卡滞和晃动现象问题。为了解决合闸时柱形触头顶住条形触头或者是顶住触头块的问题，我们可调整两转动支持绝缘子的角度。另需要更换条形的弹簧，并调整支持绝缘子和之垂直。 三是对于减轻接地隔离

12、开关的操作费力问题，除应保证相间转动轴在同一水平线上外，还应适当调整好转动轴上的扭力弹簧，只要装一根大簧的机构，那么一定要加装小簧进行操作,找出机构刚能合、分到位的状态，从而测量在此状态下的弹簧外圈两端的长度H1。（H1的范围是：248236 mm。假设H1小于236 mm时，我们可以更换大小弹簧处理。比如H1大于236 mm时，可按下步进行处理，一方面是将所有机构实测H1的基础上再拧紧610圈（915 mm），那么弹簧长度H1允许范围为239227 mm。另一方面在能保证H1值的基础上再拧紧610圈的特殊情况下，并且可以将弹簧H1拧紧到222 mm）而对于装两根弹簧的机构，需要找出机构刚能合

13、、分到位的状态，与此同时也要测量在此状态下的弹簧外圈两端的长度H1。使操作力为最校另外，生产的隔离开关所带的接地开关时，其合闸限位是靠安装在刀口上的限位弹簧来实现过程。 四是在对隔离开关弹簧机构年度检修时，我们需要着重检查、调整传动系统，以及检查各传动部件有无变形和损坏的情况，一旦发现即应及时修整与更换。此外我们还需要应调整磨损的轴销及限位螺钉，并且检查各紧固螺母有无松动，并且给各传动部位加润滑没。对于GW4系列隔离开关，往往由于其支持瓷瓶基座轴承内的润滑油已严重缺乏现象，假设解体加润滑油，那么势必工作量太大，并且需停电很长的时间，这时可在轴承座两侧钻加油孔，安装上牛油嘴，并再用高压牛油枪向轴

14、承座内注入润滑油。运用用这一措施，一方面可大大节约检修工时，另一方面以后事以在不停电时加润滑油，达到隔离开关学期操作轻便，转动平衡，这样可以大大减少卡滞现象出现且减小操作转动噪声现象的好处。 总而言之，随着科技的进步，电网自动化程度将会是越来越高，对高压隔离开关弹簧机构的安全运行要求也越来越高,我们只有充分了解高压隔离开关在运行中可能出现的各种故障现象和明白其故障的出现原因,才能熟练掌握相应的故障发生时的处理措施,并且有针对性地强化安装与检修时的工艺质量,才能确保电网运行的安全性和可靠性的运行。 参考文献： 1 李娜,刘志强. 户外隔离开关常见故障分析与预防J. 科协论坛(下半月), 2009, (03) . 2 张欣然. 隔离开关弹簧机构拒合的原因及改进J. 农村电气化, 2005, (09) 3 孙婵. 中性点接地装置隔离开关操作机构设计J. 科技经济市场, 2006, (02) . 4 王华,张怀垠. 浅析330KV高压隔离开