变电站户外刀闸操动机构防雨罩的研发及应用

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1、第12卷(2010年第1期)电力安全技术生产一线Shengchanyixian变电站户外刀闸操动机构防雨罩的研发及应用张辉1，杨震强2，张小兵1（1.西安供电局，陕西西安710032；2.西北电网有限公司，陕西西安710048）近年来，随着西安电网规模不断扩大，越来越多的户外刀闸转动轴和刀闸闭锁锁具发生锈蚀，造成现场倒闸操作时，常发生因锁具无法正常开启而被迫解锁的情况，增加了误操作发生的几率。同时，刀闸辅助开关经常发生直流接地，影响直流系统的稳定运行并可能造成故障情况下短路器误动、拒动，扩大事故范围。为了消除这些隐患，需要研究有效的技术措施以确保变电站的安全运行。因此

2、，有必要研发刀闸防雨罩以减缓户外刀闸操作转动轴锈蚀，并防止因雨水渗入刀闸内部造成直流系统接地，确保倒闸操作安全和故障时断路器的正确动作。1存在的主要问题据2007年统计数据，西安供电局户外变电站共45座，占所辖变电站总数的61.6％。在户外变电站中，GW4-110、GW4-220、GW7-330型刀闸约占户外刀闸总量的84.6％。根据现场统计，这几种刀闸在运行中存在较多问题，具体情况如表1所示。(1)户外刀闸操作转动轴和刀闸闭锁锁具锈蚀严重。以西安供电局为例：西安地区年降水量约500mm，其中春季约40mm、夏季约240mm、秋季约200mm、冬季约20mm，西安大部

3、分地区属于3级污染区。在此环境下运行的户外变电站，容易因进水造成户外刀闸转动轴锈蚀及刀闸闭锁锁具锈蚀，进而影响操作人员进行倒闸操作。表1变电站户外刀闸运行主要问题统计(单位：次)刀闸型号直流接地异常刀闸操作转动轴进水刀闸闭锁锁具锈蚀GW4-110710108GW4-2203435GW7-3305857合计1522200(2)直流接地异常频发。变电站运行中因夏、秋季降雨量较大，雨水顺刀闸转动轴渗入刀闸辅助开关，导致直流接地，给变电站安全运行带来极大的隐患。据统计，每年因雨水渗入刀闸辅助开关造成直流接地的故障占直流接地故障总数的65%以上。2解决方案总体思路通过现场调查，分

4、析直流接地刀闸转动轴渗水缺陷在运行中未被发现，并最终导致了这起意外设备事故的发生。3防范措施对于类似砀山变电站的，运行时间较长的变电站来说，由于户外设备运行条件较为恶劣，设备接头部位的热缺陷较为常见。其原因除去设备接触面长期的氧化、结垢使接触电阻增大外，采用螺栓式线夹与导线压接是造成接头部位易发热的一个重要原因。近年来，随着施工工艺的进步，各单位都结合技改工程，对运行年限较长的设备，特别是设备的连接部位进行了改造，螺栓式线夹正在逐步被整体式的机械压接所替代，铜铝过渡夹板的应用也越来越少。(1)作为生产管理部门，对于系统中还在运行的同类设备，应立即组织人员进行隐患排查。

5、特别是对运行年限较长设备的支持瓷瓶、铜铝过渡夹板等处，应利用停电机会全面排查，力求及时发现此类隐性缺陷。对可能存在隐患的设备进行更新换代，为运行人员的操作安全提供可靠的设备保障。(2)对于变电运行人员来说，在倒闸操作前开展危险点辨识和控制很有必要，这样才能防患于未然。其中戴好安全帽、绝缘手套，穿绝缘靴这三项作为保障人身安全的防护措施是必不可少的。同时，在操作中操作人、监护人要精力集中，互相提醒，选择合适的操作、监护位置，这样可以有效避免引线突然断落触电、瓷瓶突然断裂伤人等意外伤害事故的发生。(收稿日期：2009-06-09)和锈蚀原因，认为用防雨罩遮挡刀闸转动轴、辅助开

6、关和闭锁锁具这一措施，可以防止户外刀闸操作转动轴锈蚀，减轻闭锁锁具锈蚀现象。3关键技术经过现场反复试验，确定防雨罩倾斜度为30°、锥面半径15cm，并利用机械加工技术制作防雨罩模具，可确保其在有效范围内起到防雨的作用。同时，可将其安装于各类刀闸传动杆上，使其不影响运行人员开锁及操作刀闸。为防止防雨罩锈蚀，确保不影响倒闸操作及人员安全，防雨罩采用天然橡胶、再生胶等原料制作。为确保防雨罩能使用3～5年，根据硫化技术和工艺要求，加入6条加强筋，使其拉伸强度、硬度达到实用标准，确保防雨罩不变形，并保证研发成本的投入效益。4实施及应用4.1产品设计通过调查和取证，以及数次模拟试验

7、，制定了设计方案并确定了模型的大小、尺寸、安装设计及原材料。图1为户外刀闸操动机构防雨罩示意图。图中所示防雨罩安装于刀闸传动轴上，刀闸传动轴管径分别有：4.5cm、5cm和6cm3个标准，防雨罩根据传动轴最大管径6cm确定安装部位尺寸，且设计有5mm深的安装槽。防雨罩30°的倾斜度可有效阻挡98％的雨水；锥面半径15cm，可有效遮挡闭锁锁具及辅助开关，且安装于距转动槽35cm～45cm的高度，确保锁具的操作不受影响。因西安市地处陕西关中地区，年平均湿度为35%RH，故防雨罩设计未考虑湿度对刀闸操动机构和锁具的影响。)S生产一线hengc