（广东电网有限责任公司东莞供电局 东莞广东 523000）
摘要：GW16A型隔离开关在常规敞开式变电站中运用广泛且有相当的占有量。在运行4-5年后就频繁出现合不到位和触头发热等缺陷。现行的缺陷处理方案不能彻底将缺陷处理，需重复停电处理。本文结合某变电站缺陷处理实例，提出对GW16A型刀闸上部进行改良的完善化改进。本改进方案在减少设备缺陷、提高经济效益、缩短停电检修时间、降低电网风险上都明显的优势。也为从事GW16A型隔离开关缺陷处理的工作人员提供一定的借鉴。
关键词：隔离开关；缺陷；改进
引言
GW16A型隔离刀闸是国内某开关厂上世纪90年代初的产品，是一种母线侧隔离开关。该类型隔离刀闸性能可靠，操作简单，一致受到同行业人士的欢迎，在90年代初开始我局开使用该类型隔离刀闸。
目前，某供电局变电局变电管理二所管辖变电站中共有GW16A型隔离开关80组。它原本属于GW16型隔离开关的改良产品，但随着运行年限的增长，GW16A型刀闸大量出现了分合不到位、触头发热、触头被电弧严重烧伤等缺陷，给电网的安全稳定运行带来了重大的威胁，也给运行维护人员带来了极大的困扰。
1）提出问题
GW16A型刀闸为GW16型刀闸的改进型号。其是根据电网要求设备在全生命周期内免大修或延长大修周期而重新设计的产品。主要改进设计有：1、取消中间触头改为软连接设计（中间触头需3~7年进行大修）。2、将静触头改为钟罩型设计。改进后设计GW16A型刀闸在延长大修周期及防水性都有了一定的提高。但新设计还存在一定的不合理性。
表一：缺陷分布
经上述统计表一分析，我局所运行的GW16型和GW16A型刀闸主要为国内某开关公司所生产的同期产品，其运行年限已近十年。由缺陷数量统计看出，GW16A型刀闸缺陷数量远远多于GW16型刀闸。
GW16A型刀闸存在主要的缺陷为合不到位和触头发热，其根本原因是它在设计上存在一定的不合理性，情况如下：
1、静触头设计为钟罩型，合闸时动静触头触指在静触头罩内壁滑行压紧，动静触头滑行摩擦容易造成磨损产生较大的摩擦力，由于摩擦造成的阻力使导电臂审不直，导致刀闸合闸不到位；由于刀闸合闸不到位静触头不能张开，触头之间压力不足，使接触不良，导致发热。
2、钟罩型的静触头在防水上有一定的效果，但其散热性能较差。热量不能及时散发，导致发热缺陷。
3、静触头是用硬连接固定在母线上的，可向上移动的行程很少，进一步增加了刀闸向上升的阻力，阻止了动触头向上运动，造成的阻力使导电臂审不直。
4、由于动触头在设计上没设置引弧装置，分合闸时容性电流产生的电弧会烧伤动触头触子以及静触头的内壁，并且烧伤形成的溶蚀物会附着在动静触头上，更进一步增加了合闸阻力，使动触头在静触头内壁不能顺畅滑动至张开。造成接触不良而发热和合闸不到位。
5、刀闸上导电管下端顶压脱扣装置的绝缘滚轮由于材料老化产生碎裂，刀闸合闸过程不能顺利张开触子，造成压力不足。最终导致接触不良而发热及刀闸合闸不到位缺陷。
6、根据钟罩型的静触头运行情况，须要在3-5年进行维护或更换，停电机会少，刀闸得不到有效维护，其机构摩擦阻力增大，导致刀闸出现合闸不到位。
7、刀闸由于接触不良造成发热缺陷，在负荷高峰期容易发展成重大或紧急缺陷。
8、由于刀闸导电臂不能伸直，导电臂没有自锁，抗电动力性能不足。
9、在刀闸合闸过程中，导电臂行程受阻，机构继续转动的情况下会产生很大的应力，刀闸的转动瓷瓶承受了所有的应力。这种情况极容易令转动瓷瓶断裂，造成设备、电网或人身事故。
2）解决方案
由于供电的可靠性的考核，母线侧刀闸难以批准停电进行维护，在欠缺维护的情况下，刀闸机构自身的传动阻力也会逐渐增大，使GW16A型刀闸更加容易出现合不到位的缺陷。目前，对于GW16A型刀闸分合闸不到位和触头发热缺陷的处理方法是：将动静触头进行清洁打磨，然后将静触头水平旋转90°后回装。这种处理方法效果突出，在处理后的短时间内不会重复出现类似的缺陷。但随着操作次数的递增同类缺陷也随之再次出现。而再次出现此类缺陷后这种处理方法就不再可行，必须更换触头。显然这种处理方法只是暂缓之计，并不能彻底处理缺陷。
由于GW16型刀闸缺陷率低、可靠性高，经分析、思考、论证，最终提出参考GW16型刀闸对GW16A型刀闸上部完善化改进方案：
1、技术要求
由于GW16型刀闸的技术成熟，在设计上也没有明显的缺点。GW16型刀闸与GW16A型刀闸在机械原理以及结构上有较大的相似性。在原有GW16A型刀闸的基础上改造成GW16型刀闸需更换刀闸上节、静触头、复归弹簧等少数部件（更换部位为图一所示）。而刀闸的生产厂家对GW16型刀闸有着多年是生产经验并有着成熟生产工艺和加工能力，故需定制刀闸改造所需零部件。
2、施工时间要求
对GW16A刀闸进行改造需母线停电才能进行，鉴于系统对供电可靠性的要求以及设备安全的考虑。施工设想是在负荷低谷时将一段母线停电，然后将该段母线上所有GW16A型刀闸进行施工改造。将该段母线上刀闸改造完后再进行另外一段母线上的刀闸进行改造。初步估算一组工作人员（5~6人）改造一组刀闸须用时1天。
3、实施步骤
2013年5月检修人员对220kV某变电站某线路线母线侧存在着合闸不到位以及触头发热缺陷刀闸进行方案实施。
改进施工流程如下：
1.上导电臂装配：更换整个上导电臂装配；
2.静触头：更换静触头装配；
3.更换刀闸上的定位螺塞和弹性圆柱销；
4.检查更换导电带；
5.改用硅橡胶材料的罩、缓冲垫、波纹管等；
.滚子更换为不锈钢滚子，并更换相关连接件；
7.对锈蚀或轻微锈蚀的零部件进行防腐处理；
8.调整刀闸
表三：更换后刀闸回路电阻测试结果（标准：＜160μ）
图二：改造前 图三：改造后
结论
1）检修效果
经过改造后刀闸手动、电动合闸操作过程明显感觉阻力比改造前减少，合闸过程顺畅。经回路电阻测试，刀闸主回路电阻均在合格范围内。根据刀闸红外测温结果改进后刀闸发热缺陷不在出现。成功地根本解决原GW16A型刀闸的家族型缺陷。
2）经济效益
同行中对于GW16A型刀闸缺陷处理方法普遍是将整组更换其他型号或其他生产厂家产品的做法。此种方法直接、处理效果效果明显。相比此次将GW16A改造成GW16的方案，其经济效益上有明显的劣势。经核算改造一组刀闸比更换一组刀闸的费用共节省了8万元。变电管理二所所管辖的变电站中共有GW16A型刀闸80间隔，如将其全部进行更换GW16型的费用为：888万元。如按本方案对旧有刀闸进行改造费用为：248万元。共节省费用为：640万元。两者检修后效果相同，相比之下改造刀闸有明显的经济效益优势。
3）停电时间
经现场实施经验，一组工作人员（5~6人）将一组刀闸进行改造需用时一个工作日（停电10小时，工作6小时）。而将一组刀闸进行更换需用时3个工作日（停电72小时，工作36小时）。在停电时间上，改造刀闸所需的停电时间短，大大的提高了供电可靠性。
4）停电风险
由于刀闸改造需停电的时间短，更有效地减低停电所带来的风险。母线刀闸检修需停母线进行，变电站内的运行方式需转为单母线运行。这意味着单段母线需挂多条110kV线路运行，当母线出现故障时会造成多个110kV变电站失压的三级或更高级别的电网事件。此外某某供电局电网中110kV线路多为双回路供电，当一回线路停电时需有另一回线路担负所有负荷。某某地区电网负荷集中，结构薄弱，当另一回路出现故障时同样造成多个110kV变电站失压的电网三级或更高级别的电网风险，在110kV场地使用吊车的风险也属中风险作业。且停电时间越长风险也会越高。缩短停电时间是减低停电风险的有效措施。所以对刀闸改造这一检修方案在减低风险上有明显的优势。
结束语
本GW16A型隔离开关缺陷创新解决方案有效地解决了GW16A型隔离开关设备缺陷、提高经济效益、缩短停电检修时间、降低电网风险。得到同事、领导的一致认可。下一步打算：吸取同事的建议以及在方案实施中积累的经验，不断完善。并向兄弟单位推广本GW16A型隔离开关缺陷创新解决方案。
参考文献：
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[5]黄敏如 GW16型隔离开关合闸不到位分析与处理2006（09）
作者简介：
樊健斌，男，1988.11，本科，助理工程师，研究方向变电检修技术。
论文作者:樊健斌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/3
标签：缺陷论文; 触头论文; 母线论文; 电网论文; 不到位论文; 变电站论文; 风险论文; 《电力设备》2018年第30期论文;