1  引言

    GW4型隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維修方便，在電力系統(tǒng)中有大量的應(yīng)用。由于絕大多數(shù)隔離開關(guān)都是運(yùn)行在戶外，南方空氣環(huán)境炎熱、潮濕，而且空氣污染情況也越來越嚴(yán)重，隔離開關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分、導(dǎo)電部分在惡劣的自然環(huán)境的作用下，經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，導(dǎo)電接觸不良、溫升過高等故障，危害電網(wǎng)的安全運(yùn)行。近年來，隨著電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，GW4型隔離開關(guān)的數(shù)量也不斷增多，缺陷故障也越來越突出，為解決這一問題，廣東電網(wǎng)對(duì)該型隔離開關(guān)提出進(jìn)行完善化的要求，希望提高質(zhì)量，更好地保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。經(jīng)過對(duì)運(yùn)行中產(chǎn)品的深入分析，以及對(duì)有關(guān)的新技術(shù)、新工藝應(yīng)用情況的了解，筆者提出了以下幾方面的完善化建議。

2  隔離開關(guān)整體

(1)  隔離開關(guān)的材料
    目前的隔離開關(guān)通常在安裝完成一年后即開始出現(xiàn)銹跡，底座及拉桿銹蝕現(xiàn)象比較嚴(yán)重。拉桿兩端的螺紋經(jīng)常因銹蝕導(dǎo)致拉桿不能轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)法進(jìn)行調(diào)整。拉桿兩頭的接頭在現(xiàn)場(chǎng)焊接，不但增加了現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作量，而且因現(xiàn)場(chǎng)條件、工人技術(shù)水平的不同，導(dǎo)致焊接工件質(zhì)量不穩(wěn)定，在現(xiàn)場(chǎng)焊接后，焊接口往往難以達(dá)到防銹蝕的效果。瓷瓶的強(qiáng)度也是隔離開關(guān)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，運(yùn)行中曾出現(xiàn)過瓷瓶斷裂等事故，部分瓷柱與法蘭澆裝不嚴(yán)實(shí)、填料不足，多次出現(xiàn)裂縫，給電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重的威脅。國(guó)產(chǎn)瓷瓶本身彎曲現(xiàn)象比較多，不但影響美觀，也給瓷瓶的調(diào)整造成困難。

完善方案：
    隔離開關(guān)應(yīng)采用防污型（防污能力滿足安裝點(diǎn)污穢級(jí)別要求）、高強(qiáng)度的瓷瓶，強(qiáng)度不低于DL 486-92《交流高壓隔離開關(guān)訂貨技術(shù)條件》的要求，以防止發(fā)生瓷瓶污閃、斷裂等嚴(yán)重故障。隔離開關(guān)的鋼質(zhì)部件表面必須采用熱鍍鋅處理，拉桿、萬(wàn)向接頭、機(jī)械限位等裝置如須焊接，則應(yīng)在焊接工作完成后統(tǒng)一進(jìn)行熱鍍鋅處理，否則必須改用可靠的螺栓固定。連接螺栓表面應(yīng)采用熱鍍鋅處理或不銹鋼材質(zhì)，防止因螺栓銹蝕影響隔離開關(guān)的安全運(yùn)行。機(jī)構(gòu)箱體應(yīng)用足夠強(qiáng)度的不銹鋼板或鋁合金材料制作，以防止機(jī)構(gòu)箱銹蝕、變形影響其密封。

(2)  隔離開關(guān)的安裝
    現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，除了傳動(dòng)桿部分焊接比較麻煩外，還經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于轉(zhuǎn)動(dòng)角度（開距）不符合要求的問題，現(xiàn)象是“內(nèi)八”、“外八”或一邊向內(nèi)偏一邊向外偏，這些缺陷在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整比較困難。

完善方案：
    為加快隔離開關(guān)的安裝速度，提高隔離開關(guān)的安裝質(zhì)量，廠家應(yīng)提供隔離開關(guān)的本體、拉桿及底座等全部元件。用戶訂貨時(shí)向生產(chǎn)廠家提供隔離開關(guān)間距離、本體及操作機(jī)構(gòu)的高度等有關(guān)尺寸，由廠家進(jìn)行完成全部生產(chǎn)工作，隔離開關(guān)在出廠前應(yīng)進(jìn)行整體調(diào)試，以下參數(shù)應(yīng)列入調(diào)整報(bào)告中：

    三相合直情況；
    三相分閘距離；
    各瓷瓶旋轉(zhuǎn)角度；
    觸頭相對(duì)位置、插入深度；
    觸頭接觸電阻（或塞尺檢查情況）；
    三相合閘同期。
    以上參數(shù)應(yīng)符合廠家說明書要求，現(xiàn)場(chǎng)安裝工作僅包括底座、本體的吊裝，固定操作機(jī)構(gòu)，連接拉桿，在現(xiàn)場(chǎng)不再進(jìn)行燒焊等工作。安裝后對(duì)上述各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。廠家向用戶提供隔離開關(guān)底座固定螺栓的有關(guān)尺寸，由用戶進(jìn)行基礎(chǔ)的預(yù)制工作。

3  導(dǎo)電部分

(1)  觸指部分
    國(guó)產(chǎn)GW4型隔離開關(guān)活動(dòng)接觸處發(fā)熱故障較多，例如，觸指與觸頭的接觸壓力是靠觸指彈簧的彈力來保證的，隔離開關(guān)長(zhǎng)期運(yùn)行，由于環(huán)境影響，彈簧容易生銹發(fā)生塑性變形，彈力下降，導(dǎo)致接觸電阻增大發(fā)熱，促使彈簧生銹加劇，形成惡性循環(huán)。

完善方案：
    廠家應(yīng)對(duì)該部分重新設(shè)計(jì)，取消彈簧結(jié)構(gòu)，用其他的方法來保證接觸壓力和接觸電阻符合要求，否則應(yīng)將彈簧完全密封起來，并加入足夠的油脂，防止彈簧生銹。觸指片應(yīng)固定良好。目前GW4型隔離開關(guān)的觸指片僅靠彈簧的彈力來固定，在開合動(dòng)作中容易發(fā)生移位變形，要求隔離開關(guān)完善化后觸指片在分閘及合閘過程中都能良好固定。
    目前的GW4型隔離開關(guān)為了使觸頭能夠順利地插入觸指內(nèi)，往往需要在觸指表面涂一層潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑脂在自然的環(huán)境下，容易附著灰塵，并發(fā)生凝結(jié)硬化，影響潤(rùn)滑、導(dǎo)電性能。廠家應(yīng)對(duì)觸指與觸頭的材料進(jìn)行研究，希望能夠開發(fā)出一種接觸電阻低、導(dǎo)電性能良好，且在無(wú)潤(rùn)滑脂的條件下能夠順利完成分合閘動(dòng)作的材料。

(2)  接線座部分
    GW4型隔離開關(guān)接線座轉(zhuǎn)動(dòng)部分的導(dǎo)電連接主要有兩種。一種是以軟銅帶導(dǎo)電，導(dǎo)電接觸是固定的，另有轉(zhuǎn)軸方便轉(zhuǎn)動(dòng)；一種是通過多個(gè)鍍銀銅滾子完成轉(zhuǎn)動(dòng)和導(dǎo)電功能。第一種方式的不足之處在于固定軟銅帶的螺栓容易生銹，不能保證長(zhǎng)期運(yùn)行下的導(dǎo)電接觸壓力，轉(zhuǎn)動(dòng)部分不能防水，容易銹蝕卡滯，在運(yùn)行一段時(shí)間后就不能轉(zhuǎn)動(dòng)了。第二種方式下導(dǎo)電接觸面較小，鍍銀銅滾子會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，壓緊彈簧容易生銹，轉(zhuǎn)動(dòng)部分也會(huì)通過電流造成發(fā)熱，影響轉(zhuǎn)動(dòng)性能。
    總結(jié)長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為第一種方式的導(dǎo)電性能較好，但需要進(jìn)行完善，軟銅帶接頭及與其接觸處應(yīng)做鍍銀處理，其轉(zhuǎn)軸部分應(yīng)采用干潤(rùn)滑膜等先進(jìn)技術(shù)，或采用非金屬材料，并應(yīng)密封良好，防止水份進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)部分造成銹蝕、卡滯；緊固螺栓、開口銷、墊圈等配件應(yīng)用不銹鋼材料制成。

4  機(jī)械傳動(dòng)部分

(1)  操作機(jī)構(gòu)箱
    運(yùn)行中的隔離開關(guān)的機(jī)構(gòu)箱大部分是用鋼板制成的，內(nèi)部端子排座、擋板等是用普通鍍鋅鋼板制成，容易生銹，影響機(jī)構(gòu)箱的密封性能。大量CJ6型操作機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)行程開關(guān)由于長(zhǎng)期受較大的壓力而變形破裂，使電動(dòng)機(jī)不能自動(dòng)停機(jī)，發(fā)生電機(jī)燒毀、金屬件爆裂等事故。端子排螺栓容易生銹，影響使用和美觀。齒輪、渦輪、蝸桿等部件生銹現(xiàn)象也很嚴(yán)重，手動(dòng)搖把在操作過程中容易脫落。另分、合到位限位開關(guān)難更換。

完善方案：
    操作機(jī)構(gòu)箱應(yīng)用足夠強(qiáng)度的不銹鋼板制成，三側(cè)開門；機(jī)構(gòu)箱應(yīng)有兩個(gè)通風(fēng)口，使空氣能夠形成對(duì)流。箱內(nèi)端子排支架、擋板等應(yīng)用不銹鋼或鋁合金材料制成，端子排位置應(yīng)方便接線，全部應(yīng)采用不銹鋼螺栓，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)應(yīng)有溫濕度控制器和加熱器，在必要時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，保證箱內(nèi)溫濕度符合要求。行程開關(guān)安裝位置應(yīng)保證開關(guān)正確動(dòng)作，不受過大的壓力。手動(dòng)操作時(shí)搖把與機(jī)構(gòu)應(yīng)接合良好，方便操作，閉鎖裝置應(yīng)動(dòng)作正確。機(jī)構(gòu)箱內(nèi)齒輪、渦輪、蝸桿等部件表面均應(yīng)有防腐蝕措施，轉(zhuǎn)動(dòng)部分涂有足夠的潤(rùn)滑脂。更改分、合到位限位開關(guān)的安裝位置。

(2)  傳動(dòng)桿
    傳動(dòng)桿的銹蝕現(xiàn)象非常嚴(yán)重，影響刀閘的正常操作。黃銅軸套和鋼軸在酸雨的作用下容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成銹蝕和卡滯；部分開口銷因銹蝕嚴(yán)重，完全失去作用，在大修時(shí)往往需要對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行熱處理后才能拆開。部分傳動(dòng)桿兩端螺栓銹死，在大修時(shí)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。調(diào)角聯(lián)軸器容易生銹失去彈性。

完善方案：
    傳動(dòng)桿應(yīng)由廠家完成制作，在現(xiàn)場(chǎng)不再進(jìn)行氣、電焊等工藝的處理，制作好后再對(duì)其整體進(jìn)行熱鍍鋅處理。調(diào)角聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸套、開口銷、墊圈等均應(yīng)采用不銹鋼材料。應(yīng)設(shè)法將轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸套與空氣隔絕開來，或采用干潤(rùn)滑膜等技術(shù)，保證在長(zhǎng)期運(yùn)行的條件下，轉(zhuǎn)動(dòng)軸與軸套之間有良好的滑動(dòng)效果。傳動(dòng)桿的其他部分均應(yīng)進(jìn)行熱鍍鋅處理。
由于強(qiáng)度不夠，在操作過程中發(fā)生過傳動(dòng)桿、拐臂變形的事故，有些大電流刀閘，由于觸頭加緊力較大，在安裝時(shí)同相拐臂會(huì)發(fā)生微小變形，有時(shí)需要在拐臂上焊接筋板以提高其強(qiáng)度。由于同相拐臂角度不同，許多隔離開關(guān)在安裝調(diào)整過程中傳動(dòng)桿出現(xiàn)與瓷瓶底座或其他傳動(dòng)桿發(fā)生摩擦或碰撞，影響刀閘的正常操作。

完善方案：
    傳動(dòng)桿應(yīng)用高強(qiáng)度的水煤氣管制成，拐臂在分合閘操作過程中不應(yīng)出現(xiàn)任何變形，各連接頭的焊接應(yīng)牢固，能夠承受正常操作力。垂直傳動(dòng)桿上端的軸承必須用不銹鋼軸承，涂抹足夠的潤(rùn)滑脂，并密封良好。各傳動(dòng)桿在分合閘過程中不應(yīng)與其他傳動(dòng)桿或瓷瓶底座接觸。

(3)  瓷瓶底座轉(zhuǎn)軸
    GW4型隔離開關(guān)較多發(fā)生由于瓷瓶底座軸承銹蝕卡滯造成的隔離開關(guān)機(jī)械傳動(dòng)部分嚴(yán)重變形、焊口斷裂等事故，嚴(yán)重影響了刀閘的安全運(yùn)行。造成這種現(xiàn)象的原因是軸承座密封性能不好，潤(rùn)滑油很容易流失，導(dǎo)致軸承生銹。運(yùn)行中曾在底座上鉆孔以便在運(yùn)行中注入潤(rùn)滑油脂，在實(shí)踐中，由于隔離開關(guān)長(zhǎng)期帶電運(yùn)行，給加油造成困難，而且油脂很難直接加在軸承上，鉆孔處的防水也比較困難。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，在軸承處涂滿潤(rùn)滑油脂對(duì)于隔離開關(guān)的長(zhǎng)期良好運(yùn)行是至關(guān)重要的。

完善方案：
    瓷瓶底座應(yīng)采用不銹鋼軸承，底座內(nèi)加滿二硫化鉬潤(rùn)滑脂，整體應(yīng)密封良好，防止水分進(jìn)入和潤(rùn)滑脂的流失。隔離開關(guān)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)上述項(xiàng)目進(jìn)行抽檢，未采用不銹鋼軸承或未加滿二硫化鉬潤(rùn)滑脂的隔離開關(guān)做不合格處理。對(duì)于密封達(dá)不到要求的隔離開關(guān)，亦應(yīng)拒絕其進(jìn)網(wǎng)運(yùn)行。

5  接地刀閘

    Ⅰ型接地刀閘結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維修方便，但操作功比較大，短時(shí)耐受電流值較小，為8kA~10kA。Ⅱ型接地刀閘結(jié)構(gòu)比Ⅰ型的復(fù)雜，安裝調(diào)試也困難一些，但操作功比Ⅰ型的小，短時(shí)耐受電流值較大，可以達(dá)到與主刀相同的短時(shí)耐受電流值。現(xiàn)在電網(wǎng)容量越來越大，短路電流也越來越大。以佛山分公司所轄變電站母線三相短路電流計(jì)算值為例，220kV母線短路電流可以達(dá)到20kA左右，110kV母線三相短路電流值約8kA~16kA，故認(rèn)為110kV及35kV電壓等級(jí)可采用Ⅰ型接地開關(guān)，220kV及以上電壓等級(jí)應(yīng)采用Ⅱ型接地開關(guān)。

(1)  Ⅰ型接地刀閘本體

    Ⅰ型接地刀閘的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為鋼材料，軸套為黃銅材料，在南方炎熱的氣候條件下，由于酸雨的作用，容易發(fā)生電化腐蝕，導(dǎo)致操作困難。每組接地開關(guān)共有6個(gè)衡彈簧用于減輕操作力，由于平衡彈簧通過定位套上的螺桿固定，如果地刀分閘時(shí)平衡彈簧受力太大，彈簧容易脫出，受力太小又起不到減小操作力的作用。平衡彈簧的防銹蝕能力不足，在運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生銹蝕，產(chǎn)生塑性變形，影響地刀的操作。地刀導(dǎo)電桿端部定位彈簧容易生銹斷開，若合閘操作時(shí)用力過大，導(dǎo)電桿會(huì)越過地刀的靜觸頭，導(dǎo)致無(wú)法分閘。傳動(dòng)桿及接頭的故障現(xiàn)象與隔離開關(guān)本體的相似，在此就不再贅述。

完善方案：
    對(duì)于Ⅰ型接地刀閘，轉(zhuǎn)軸及軸套應(yīng)處應(yīng)采用干潤(rùn)滑膜技術(shù)進(jìn)行處理，或采用不銹鋼材料制成。應(yīng)改變平衡彈簧的固定方式，保證彈簧固定良好，使其可以正常地起到減小操作功的作用。加強(qiáng)平衡彈簧的防腐能力，在隔離開關(guān)運(yùn)行期間平衡彈簧不應(yīng)因銹蝕而出現(xiàn)故障。導(dǎo)電桿表面應(yīng)進(jìn)行熱鍍鋅處理，定位彈簧應(yīng)用不銹鋼材料制成，其強(qiáng)度應(yīng)可以承受操作力的沖擊。對(duì)其余傳動(dòng)部分的完善與隔離開關(guān)本體相似，在此不再贅述。

(2)  Ⅱ型接地刀閘本體

    Ⅱ型接地刀閘短時(shí)耐受電流值與主刀相同，對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力較好，Ⅱ型接地刀閘外形與Ⅰ型有較大的差別，但是其轉(zhuǎn)動(dòng)軸、傳動(dòng)桿的材料卻是大同小異，在在運(yùn)行中也會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、操作困難等故障，而且部分刀閘在導(dǎo)電桿旋轉(zhuǎn)動(dòng)作完成后，動(dòng)觸頭經(jīng)常不能對(duì)準(zhǔn)靜觸頭的導(dǎo)向位置，使動(dòng)觸頭不能順利插入靜觸頭內(nèi)；在分閘時(shí)，導(dǎo)電桿伸縮運(yùn)動(dòng)未完成即轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使分閘操作不能順利完成。220kV的接地刀閘在運(yùn)行一段時(shí)間后，還會(huì)出現(xiàn)三相同期差別大，使合閘操作不能順利完成的故障。這些故障與平衡彈簧的拉力有關(guān)。若平衡彈簧因腐蝕生銹，發(fā)生塑性變形，彈力變小，就有可能出現(xiàn)上述的部分故障；導(dǎo)電桿定位彈簧銹蝕失去應(yīng)有的作用也會(huì)出現(xiàn)上述的部分故障。

完善方案：
    對(duì)于Ⅱ型接地刀閘的機(jī)械傳動(dòng)部分的完善可以參照隔離開關(guān)本體的方案進(jìn)行，對(duì)于平衡彈簧，應(yīng)提高其防腐蝕的能力，平衡彈簧的擋水板應(yīng)采用不銹鋼材料制成，M10及以下規(guī)格螺栓應(yīng)全部采用不銹鋼材料，其余螺栓可采用不銹鋼或熱鍍鋅處理。導(dǎo)電桿托板和定位彈簧均應(yīng)用不銹鋼材料制成，以免銹蝕。靜觸頭座表面應(yīng)進(jìn)行熱鍍鋅處理。
上述兩種接地刀閘的靜觸頭夾緊彈簧應(yīng)采用不銹鋼彈簧或自力型結(jié)構(gòu)觸頭結(jié)構(gòu)，保證長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)觸頭接觸電阻、接觸壓力符合要求。

(3)  接地刀閘操作機(jī)構(gòu)

    Ⅰ型接地刀閘通常配CS14G型手力操作機(jī)構(gòu)，這種手力機(jī)構(gòu)一般由鑄鐵件制成，耐腐蝕性能也不好，其下部遮蓋輔助開關(guān)的罩經(jīng)常由于銹蝕導(dǎo)致穿孔脫落，完全失去作用。罩本身無(wú)密封功能，潮氣容易進(jìn)入，導(dǎo)致輔助開關(guān)接點(diǎn)故障。

完善方案：
    CS14G型手力操作機(jī)構(gòu)輔助開關(guān)罩應(yīng)用不銹鋼制成，且密封應(yīng)良好，能有效防止潮氣進(jìn)入。輔助開關(guān)固定裝置表面應(yīng)做有效的防腐處理。操作手柄、機(jī)械鎖等部件表面應(yīng)做熱鍍鋅處理。

    Ⅱ型接地刀閘通常配CS9-G或CSA型手力操作機(jī)構(gòu)，在運(yùn)行和檢修工作中，常發(fā)現(xiàn)這兩種機(jī)構(gòu)的齒輪箱內(nèi)進(jìn)水，原因是齒輪箱封板僅靠4口螺栓固定，其橫向連口兩口螺栓間距離約220mm，雨水可以從中間進(jìn)入齒輪箱。

完善方案：
    對(duì)于CS9-G和CSA型手力操作機(jī)構(gòu)，其對(duì)表面應(yīng)進(jìn)行熱鍍鋅處理，以改善防水性能，避免輔助開關(guān)接點(diǎn)接觸不良。增加齒輪箱封板的固定螺栓，改善其防水性能。齒輪處應(yīng)涂抹足夠的二硫化鉬鋰基脂，保證良好的潤(rùn)滑效果。

6  結(jié)語(yǔ)

    GW4隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在20世紀(jì)80年代大量應(yīng)用以來曾經(jīng)出現(xiàn)過不少的缺陷及事故，針對(duì)一系列存在的問題，建議廠家應(yīng)根據(jù)情況，改進(jìn)生產(chǎn)工藝、材料，對(duì)產(chǎn)品的不斷完善，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。但是在生產(chǎn)運(yùn)行中，仍需加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)，根據(jù)GW4隔離開關(guān)運(yùn)行情況作出相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)完善，保證電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行。