程兵 吴俊杰 张伟
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摘 要:介绍了某站220kV隔离开关在合闸过程过程中，A相本体仍处于合闸状态的紧急缺陷处理过程，对该缺陷的原因进行了分析和总结，提出了后续的维护改进措施，确保电容器开关可靠正确动作。
关键词：隔离开关；自落；前导电臂；限位轴套
概述
2020年5月26日，在对某变电站220kV隔离开关检修过程中，合闸时，A相隔离开关前导电臂发生自落，如图1所示。隔离开关出厂编号：V06342，出厂日期：2008-12。
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图1 A相隔离开关前导电臂自落
1.缺陷处理过程
1.1该类型隔离开关动作原理
该类型隔离开关为双柱、水平断口、折叠式、插入式结构。前、后导电臂通过齿轮、齿条实现折叠式伸直动作，齿轮箱内齿轮、齿条的齿合度通过限位轴套限位住，如图2所示。隔离开关分闸状态时，前、后导电臂折叠合拢，与静触头之间形成清晰可见的隔离断口，此时，齿轮箱内齿轮、齿条、限位轴套状态，如图3所示；合闸状态时，前、后导电臂打开伸直成水平状态，前导电臂顶端的动触头插入静触头，形成导电通路，此时，齿轮箱内齿轮、齿条、限位轴套状态，如图4所示。后导电臂内设有平衡弹簧，以平衡导电臂的重力矩，使操作平稳省力。当隔离开关合闸时，平衡弹簧吸收导电臂的运动位能使操作平稳；当隔离开关分闸时，平衡弹簧把吸收的位能释放出来，推动导电臂向上运动，降低操作力。分合闸过程中，限位轴套在齿条上表面来回滚动，保证了齿轮、齿条充分齿合度。
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图2 齿轮、齿条的齿合度通过限位轴套限位住
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图3 分闸状态及齿轮箱内齿轮、齿条、限位轴套状态
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图4 合闸状态及齿轮箱内齿轮、齿条、限位轴套状态
1.2处理过程
修试人员将A相隔离开关整体吊下并解体检查，打开齿轮箱，发现内部保证齿轮、齿条齿合度的限位轴套损坏，且外轴套腐蚀较为严重，如下图5所示，该限位轴套轴芯为不锈钢材质，外轴套为铝材质。
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图5 限位轴套损坏
针对A相隔离开关该情况，将B相隔离开关吊下，同样解体检查，其齿轮箱内部限位轴套完好，但也存在腐蚀的情况，且外轴套表面存在磕痕。A相、B相限位轴套对比，如下图6所示；B限位轴套腐蚀的情况及表面存在磕痕，如下图7所示。
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图6 A相、B相限位轴套对比
图7 B相限位轴套腐蚀的情况及表面存在磕痕
2.原因分析
该隔离开关在合闸过程中，由于限位轴套损坏，齿条失去限位，导致齿轮与齿条的齿合度为0，齿轮完全脱离齿条，如下图8所示，此时，齿轮完全失去了驱动，在重力的作用下，连接着齿轮的前导电臂发生了自落。
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图8 齿轮与齿条的齿合度为0，齿轮完全脱离齿条
限位轴套损坏的原因有以下4个方面：
（1）隔离开关运行环境的问题。由于新安变位于沿海地区，当地空气湿度以及空气中的盐份都较大，腐蚀情况较为严重；
（2）隔离开关材质的问题。限位轴套轴芯采用的是不锈钢材质，而外轴套却采用铝材质，铝材质易腐蚀；
（3）隔离开关齿轮箱的密封问题。对齿轮箱的密封情况进行检查时，发现齿轮箱密封处采用的玻璃胶，由于玻璃胶时间长会失去密封作用，如下图8所示；
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图8 齿轮箱的密封
（4）限位轴套与齿条限位螺丝磕碰的问题。在隔离开关合闸到位时，限位轴套会磕在齿条的限位螺丝上，由于限位轴套的材质为铝材质，其硬度较差，多次的磕碰，最终导致其损坏，如下图8所示。
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图8 限位轴套会磕在齿条的限位螺丝上
3、改进措施
针对该隔离开关限位轴套的问题，拓展到该变电站同一批次的产品，该轴套均存在损坏的隐患。对于该变电站该类型隔离开关均需要拆开齿轮箱检查，更需要着重注意垂直伸缩式隔离开关，因为其在运行时，如果限位轴套损坏，齿轮与齿条的齿合度为0，齿轮完全脱离齿条，又由于其为垂直断口式隔离开关，更易自落，即会发生“五防”中的“带负荷分隔离开关”，对电力系统产生重大影响。
从根本解决该隐患，需更换齿轮箱内的限位轴套，将外轴套更换为不锈钢材质，同时对齿轮箱做好密封。
4、结束语
在高速发展的电网中，隔离开关扮演着重要的角色，它起着隔离电源、调整运行方式等作用。隔离开关操作性能的优劣直关电网的安全运行，本文提到的异常情况，原因不外乎厂家在元器件选材上未能考虑全面，希望厂家人员在产品质量上能一丝不苟、严格把关，确保设备的安全、可靠运行。