GW20-252型隔离开关故障分析与改进.doc

GW20-252型隔离开关故障分析与改进建议
张秉俊
（阜阳供电公司安徽阜阳236000）
1前言
GW20-252型隔离开关为单柱折叠式结构，适用于220kV管型硬母线配电间隔的电气安全隔离。其特点是在分闸后上下导电臂侧向折叠，形成垂直断口。具有分合闸状态清晰，便于巡视，占地面积小，结构结单紧凑等特点。广泛应用于新建和扩建的220kV系统中，目前国内在装隔离开关GW10、GW16、GW16A系列，均为该型号的同类产品。GW20-252型隔离开关在结构上具有适合现代变电所设计理念上的优势，但早期产品在实际运行中，暴露了一些产品缺陷和制造质量问题。某变电所一期工程安装22台GW20-252型隔离开关，自投运以来，频繁发生不能正常分合闸操作故障。由于运行方式经常变换，倒闸操作十分频繁。隔离开关故障多次延误正常的倒闸操作，导致该型隔离开关提前退役。
2主要故障类型
2.1闸刀上下导电臂之间滚轮碎裂，导致动触头合不到位。
2.2上导电臂积水结冰，致使闸刀不能正常分合闸操作。
2.3转动瓷瓶上端齿轮轴上的固定弹性轴销强度不足，在剪切力作用下被剪断，使其故障相不能分合。
2.4转动瓷瓶上端齿轮配合不当，咬合过松或过紧，多次操作后造成断齿。
2.5CJ2-XG操动机构问题。
3故障原因分析
3.1滚轮碎裂
隔离开关上导电管内的操作杆下端之所以设置绝缘滚轮，其作用一是阻隔上导电管内复位弹簧、夹紧弹簧、操作杆等在合闸时的旁路分流，二是当合闸操作滚轮与齿轮箱斜面接触后，推动操作杆，压缩复位弹簧，使动触头夹紧静触杆。由于制作滚轮采用的是有机绝缘材料，在使用寿命和抗压强度方面，远不如不锈钢等金属材料经久耐用，所以隔离开关在投运几年后，就发生滚轮破碎的情况。更换下来的闸刀，绝缘滚轮脆化十分普遍。
3.2上导电臂积水结冰
3.2.1由于动触头座防水橡胶龟裂和排水孔杂物堵塞，普遍发生上导电臂严重积水结冰，分闸操作拉不开，尤其环境温度0℃以下时，几乎所有该型闸刀均存在此问题；
3.2.2动触头座内连扳轴销干涸卡滞，导致动触头在分闸时涨不开，不能分闸。
3.3弹簧弹力不足
合闸位置破冰钩将绝缘滚轮短路，造成上导电管内拉杆和该处夹紧弹簧、复位弹簧与主导电回路分流发热，弹簧长期发热后弹力下降，再次合闸操作出现导电臂合不直，或动静触头接触不良；
3.4伞状齿轮断齿和固定销断裂
在操作过程中，发现有一台隔离开关的两边相导电臂上下跳动，不能随着操动机构转动合闸，经停电解体检查发现A、C两相旋转瓷瓶上端伞状驱动齿轮与从动齿轮断齿，中相导电管连接轴固定销被扭力剪断三节；另一台在第一次操作合闸不理想的情况下，拉开后重新合闸操作至半分半合状态，就再也合不上去，经检查三相伞状驱动齿轮均有不同程度的断齿。该齿轮组合具有单一性，不可替代，所以现场无法修复。从伞状驱动齿轮和从动齿轮均发生断齿的情况来看，隔离开关分合闸动作的阻力超出了齿轮的承受能力，新装设备运行一段时间，导电部位的传动略有卡涩，即可造成齿轮断齿。
3.5操动机构失灵
配用的CJ-XG型电动机构驱动齿轮，带动丝杆转动，丝杆螺母与主轴拨叉滑动装配，在操动机构分闸或合闸终了位置，丝杆螺母与拨叉容易脱开，且不能自动复位，导致隔离开关不能分合闸，这种情况发生的几率较高；另一种情况是CJ-XG操动机构驱动杆扭断，应该是装配不当引起的。
4检修维护情况
按照新设备投运一年后进行检查性大修的规定，2003年冬季，安排了22台GW20-252隔离开关停电检修，在操作过程中几乎每组上导电管都发现存在积水问题，当环境温度低于0℃时，结冰相当严重。现场在制造厂技术人员的协助下，将上导电管最低位置钻一个直径10mm的排水孔，事实证明，此方案效果并不明显，积水结冰现象一直没有解决。为保证设备的完好，2004年以后，开始对操作中出现故障的隔离开关，分别进行了认真细致的全解体大修，试图逐台从根本上解决问题，终因早期GW20-252型隔离开关存在设计缺陷、材料质量差、制造工艺粗糙等作罢。
5对在装隔离开关改进建议
5.1近几年多数制造商针对早期产品GW20-252型隔离开关存在的问题，已经进行了完善和改造，主要解决了外部零部件锈蚀和导电管内拉杆、夹紧弹簧、复位弹簧与主导电回路分流问题，滚轮改为不锈钢材料。通过减轻导电臂的重量平衡操动机构驱动力和伞状齿轮的及传动部位的阻力。这些措施较为有效，在装早期产品，应考虑尽快完善和改进。
5.2关于上导电臂积水结冰问题，解决的重点应是防止水分进入，而不是进水以后再排出的的问题，有的厂商改善了密封材料，只能是使用寿命稍长些而已，不能从根本上解决问题，建议对隔离开关的动触头座进一步改进。
5.3作为电力系统用量最多的设备，隔离开关检修维护工作量大，事故几率高的问题越加凸显，应进一步加强隔离开关的质量控制刻不容缓。
5.4