摘要：隔离开关多为户外式结构，绝大多数处在比较恶劣的户外环境下运行，直接暴露在大气环境中工作，容易受到环境和气候条件的影响，在雨、风、冰、雪、灰尘、严寒和酷热等多种环境下工作的隔离开关机构箱对其密封性及防水能力带来很大考验。本文旨在设计一种隔离开关转轴防水伞裙，设计该伞裙一个关键是既要防雨水进入机构箱，又不能影响隔离开关的正常操作，确保隔离开关安全稳定运行。
关键字：隔离开关 环境 机构箱 防水
1、引言
国网宁夏检修公司所辖的18座330千伏变电站中有11座为2005--2008年集中修建，设备的机构箱由于运行时间较长、转动轴承防水性较差，部分隔离开关机构箱容易出现进水、凝露和受潮现象。机构箱于电动机构传动杆之间存在间隙，防水胶脱落导致水流入箱体；密封圈老化，与箱体间产生缝隙，导致水流入箱体，使隔离开关机构箱密封不严，箱内进水后造成频繁重复消缺工作很多，极大消耗人力物力。针对上述问题，为防止隔离开关机构箱密封不良，下雨时雨水通过传动杆进入转换开关，导致直流系统接地，交流短路发生，解决该问题的关键是防止雨水进入。本文通过讨论并结合现场实际情况，决定设计一种变电站隔离开关机构箱防水装置来解决上述问题。
2、设计原理
2.1 发明思路
本文旨在设计一种隔离开关转轴防水伞裙，设计该伞裙一个关键是既要防雨水进入机构箱，又不能影响隔离开关的正常操作，故伞裙底部平面需要设计成滑动型；上部与转轴连接处要有好的密封防水性，故设计成固定式（隔离开关操作时随转轴，之间不滑动）；另一个关键是便于现场安装、简单易实施，故此伞裙设计，需方便现场拼接，可直接采用专用胶进行粘结或焊接；再者需考虑机构箱沿面，保证顶部积水不漏入机构箱内。
2.2变电站隔离开关防雨装置的结构式分布设计
结合实际生产情况选用两个半型伞裙拼接形成防水措施，及针对机构箱顶部链接处沿面改造，可杜绝变电站内隔离开关机构箱在下雨过程中，雨水通过机构箱顶部传动轴或沿面进入机构箱内导致直流接地、交流短路现象的发生，保障设备安全稳定运行。
防水反斜坡(如图3所示)的改造主要是为防止机构箱顶部的不规则表面导致积水沿接触沿面进入机构箱内，增加反斜坡后可有效阻挡沿开孔口进入机构箱内，起到“雨靴”的功能。
摒弃了焊接技术，使用防水胶作为上部转轴伞群的粘合剂，起到紧固作用。避免了因焊接接头的不完整性，所造成的裂纹、气孔等缺陷对防水装置的二次渗透。更进一步杜绝了因上部转轴伞群边沿与机构箱顶部表面摩擦，卡涩所可能造成的机构卡涩、电机烧损、电气元件烧毁甚至机械伤人等情况的发生。
2.3现场使用情况及与现行情况对比效果展示
通过对隔离开关机构箱加装防水装置前后的对比(如图3所示)就会发现防水装置能够有效起到防止雨水通过转轴或开口沿面进入隔离开关机构箱内的可能，杜绝直流接地和交流短路的发生，确保设备安全、稳定运行。
3.设计实施效果
目前，变电站隔离开关机构箱防水装置已成功使用于国网宁夏电力公司检修公司所辖变电站中共479组在雨季容易出现机构箱进水的隔离开关中。涉及40余座变电站，从使用过程及结果来看，装置稳定可靠，满足了预期设计的要求，且可延伸至断路器、接地刀闸等户外机构箱的防雨功能上，为设备安全稳定运行带来极大帮助。
变电站隔离开关机构箱防水装置的使用，避免了因雨水流入机构箱导致的直流接地消缺工作，及在排查过程中雨水蒸发，接地点消失排查工作被迫中断，无法根除所造成的直流接地重复性消缺工作，提高供电可靠性，是其最重要的社会效益之一。
2015年度宁夏检修公司所属的175组隔离开关在防水装置加装前，因进水消缺工作导致车辆及油料花费4.6万元，全年消缺工作339次。使用后2016年未出现加装防雨罩后的隔离开关再次进水的情况，仅往返路程就节约工时4068人工时。宁夏统计局公布的2016年度就业人员年平均工资6.03万元为核算标准，仅员工工时节省资金8.3万元，所节省的费用12.9万元，每台装置材料、加工、安装费用共计13.5元。175组隔离开关共计花费0.26万元。
4.设计应用前景
变电站隔离开关机构箱防水装置的使用，避免了因雨水流入机构箱导致的直流接地消缺工作，及在排查过程中雨水蒸发，接地点消失排查工作被迫中断，无法根除所造成的直流接地重复性消缺工作，提高供电可靠性。从使用过程及结果来看，装置稳定可靠，满足了预期设计的要求，并且可延伸至断路器、接地刀闸等户外机构箱的防雨功能上，为设备安全稳定运行带来极大帮助。
该设计在变电运维一线创新工作中的一个良好典范，不但造价低廉、安装简易、批量化生产容易，还有效的避免了隔离开关操作箱进水可能，已在各站易出现进水情况的隔离开关上得以安装，经现场使用验证性能良好，并将继续结合停电检修工作进行全面的推广安装。
目前该设计的使用应用尚未形成企业标准，目前只能自行生产后进行相关产品的加装，如能形成企业标准可直接要求厂家在出厂阶段直接进行相关产品的安装，具有良好的推广前景，因为该设计具有以下亮点：
1．创新性：创造性地提出安全围网缠绕舱的设计理念，将使用及其广泛的变电站安全围网收集、存放、使用方式进行了革新，且减少了收纳取用过程中的人为破坏的可能性，使安全围网一应管理的规范化得以提升。
2．安全性：首创了变电站安全围网措施车这一变电站现场应用工具（已取得发明型、实用新型双项专利），将一次设备布防工作准备集成化，并具有明显的工作准备指向及提醒功能，极大降低工作人员重复性工作中容易出现工具、器材准备遗漏的可能，减少了运维人员因频繁工作受阻而产生焦躁情绪的可能性，提高了布防效率也有效保障了检修作业开展时间。
3．高扭矩单侧旋转直流收网器、可拆装履带式移动平台的使用均有效的节省了现场布防工作劳动量，提高了劳动效率。
4．简单易懂的使用方法并具有明确指向性的操作方式，能够有效提升运维人员工作效率及布防、收纳工作质量。
5．效果归纳
该设计采用上部转轴伞群与底部防水饭斜坡相结合的设立思路，从“堵”和“疏”两个方向双管齐下，根本上解决了隔离开关操作箱通过转轴处进水的可能，保证了隔离开关安全稳定运行。
参考文献
[1]张煦.变电站隔离开关常见故障及预防措施[J].内蒙古电力技术，2009，17（1）.
[2]李小军，师旭、李继红一起隔离开关机构箱渗水原因分析与处理[J]. 陕西电力. 2013, 41(9).
作者简介
路亚文：（1985-），男，宁夏银川人，国网宁夏检修公司工程师，电气工程及其自动化方向学士。
论文作者:路亚文,郑小立,张源,索菲
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/23
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