内蒙古电力技术  2016, Vol. 34 Issue (06): 92-94   PDF    
引用本文
李鹤, 杨俊哲, 贾毓彦, 张晓凯, 银绍杰 . 110 kV隔离开关带电多功能清扫装置的研制[J]. 内蒙古电力技术, 2016, 34(06): 92-94.[doi:10.3969/j.issn.1008-6218.2016.06.005]  
LI He, YANG Junzhe, JIA Yuyan, ZHANG Xiaokai, YIN Shaojie. Development of Charged Multi-Function Cleaning Device for 110 kV Isolation Switch[J]. INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER, 2016, 34(06): 92-94.[doi:10.3969/j.issn.1008-6218.2016.06.005]  
110 kV隔离开关带电多功能清扫装置的研制
李鹤, 杨俊哲, 贾毓彦, 张晓凯, 银绍杰     
乌海电业局, 内蒙古 乌海 016000
[收稿日期] 2016-12-08
[基金项目] 内蒙古电力（集团）有限责任公司2015年科技项目（2015060）
[作者简介] 李鹤(1990),男,甘肃人,学士,助理工程师,从事输变电设备检修工作。
摘要: 针对隔离开关带电清洗手段缺乏的问题，研制了1种110 kV隔离开关带电多功能清扫装置。该装置采用气动马达为清扫装置提供打磨动力，采用高压气泵为喷扫部件提供高压气源。与传统作业方式相比，该装置具有作业时间短、效率高、无需停电、清洗效果好等特点，经清扫后的隔离开关可直接投入运行。
关键词: 110 kV隔离开关     触指     带电清扫装置     气动马达     接触电阻    
Development of Charged Multi-Function Cleaning Device for 110 kV Isolation Switch
LI He, YANG Junzhe, JIA Yuyan, ZHANG Xiaokai, YIN Shaojie     
Wuhai Electric Power Bureau, Wuhai 016000, China
Abstract: Aiming at the problem of lack of the charged cleaning method for the isolation switch, one kind of 110 kV isolation switch charged multi-function cleaning device was developed.The device adopted pneumatic motor to provide power for the polishing cleaning device, and the high pressure pump to supply the high-pressure air for spraying parts.Compared with the traditional cleaning mode, the device had the advantages of short operation time, high efficiency, no power interruption and obvious cleaning effect, and the isolation switch could be directly put into operation after being cleaned.
Key words: 110 kV isolation switch     contact     charged cleaning device     pneumatic motor     contact resistance    
0 引言

隔离开关是变电站中重要设备之一，其性能对电网的安全稳定运行有重要影响.污染严重地区变电站隔离开关的运行环境十分恶劣，长期处于带电备用状态的隔离开关由于灰尘附着严重，启用时往往发生触指部位发热情况，而检修某些隔离开关时需要停运母线，会给企业带来很大的经济损失.本文研制的110 kV隔离开关带电多功能清扫装置可带电清扫隔离开关，清扫后隔离开关可直接投入运行，大大减少检修工作时间.

1 清扫装置技术现状

目前，国内外尚无成熟的隔离开关触指带电清扫手段，部分专用装置只能在特定条件下使用.现有的隔离开关清扫装置大都具有以下缺点：

（1） 由隔离开关拉闸杆改造制作而成，功能单一、适用范围小；

（2） 隔离开关导电臂、触指的常用清扫工具（刷子或百洁布）简陋，清扫效果无法保证.

（3） 清扫装置的动力提供方式不统一，安全性差.通过人力驱动的清扫装置费时费力、效率很低，而采用电动机驱动的方式极有可能对操作者造成伤害.

（4） 检修时往往需要停运线路，经济、社会效益差.现在电力用户对可靠供电的要求越来越高，如果能够实现带电清扫，将会给客户和供电企业都带来良好的收益.

2 带电清扫装置的研制目标、技术要求及技术关键 2.1 研制目标

（1） 实现带电作业功能，并满足人工带电作业检修标准的要求[1]；

（2） 减少作业时间，提高作业效率.

2.2 技术要求

（1） 绝缘可靠：要周密设计方案，严格控制材料质量，在对110 kV设备进行带电作业时达到可靠绝缘[2-3]；

（2） 性能良好：装置能保证检修质量，达到检修作业标准要求；

（3） 操作简单、携带方便：装置应在满足上述2条要求外，尽可能做到便携和操作简易[4]；

（4） 功能较齐全：除能满足触头打磨作业的功能外，同时应具有喷扫功能；

（5） 适应性强：装置不易受环境温度、湿度等条件的限制.

2.3 技术关键 2.3.1 采用气动马达为清扫装置提供打磨动力

提供打磨动力时，高压气泵可以使用普通高压空气.使用气动马达还可避免电动马达可能对装置操作人员造成的电击伤害，安全性能更高；同时可大大降低装置的整体质量，使得装置的使用及移动更为灵巧、方便.

2.3.2 采用高压气泵为喷扫部件提供高压气源

在以喷扫为目的时，气动马达使用干燥的高压氮气代替普通氧气作为喷洒媒介，可以在增压过程中，避免发生由于使用氧气造成气体所含水分过高而导电的情况，以及氧气干燥设备可能引发的着火隐患，使装置具有更高的可靠性[5].

3 带电清扫装置研制方案 3.1 隔离开关调研

根据设计需要，对不同厂家、不同容量的隔离开关进行了设备结构调研，并收集了结构数据（见表 1）.

表 1 隔离开关主要结构数据
3.2 装置结构设计

通过分析采集数据，对装置结构进行了初步设计，装置结构示意图如图 1所示.

图 1 清洗装置结构示意图

该装置分2段，总长度约为2600 mm.出于绝缘安全考虑，绝缘杆上杆长度不小于1600 mm，外杆外径不小于36 mm；为保证支撑强度，绝缘杆壁厚不小于2 mm.

3.3 装置部件及材质选择

装置主要由清扫功能部分、传动部分及动力部分组成，其中，清扫功能部分和支撑传动部分均由绝缘材料制成.

3.3.1 配件

装置所需加工的配件均采用赛钢（聚甲醛）材质，赛钢的机械性能及绝缘性能均满足装置工作要求[5].

3.3.2 内、外杆材质及规格

内杆除需要满足传动和传气的功能外，还必须考虑绝缘性能，因此将内、外杆材质选为环氧树脂，同时保证其绝缘、机械性能良好.内杆尺寸：外径16 mm，内径8 mm，壁厚5 mm；外杆尺寸：外径36mm，内径32 mm，壁厚2 mm.

3.3.3 轴承

轴承选用全陶瓷轴承（如图 2）

图 2 全陶瓷轴承结构
3.3.4 驱动马达

为了满足同时具有驱动和喷扫2项功能的需求，装置选用气动马达.与电动马达相比，气动马达具有更轻便、更安全的优势，而且仅使用1种能源即可完成全部功能要求.

4 带电清扫装置安全性能检验

装置制作完成后，经内蒙古电力（集团）公司安全器具质量监督检测中心检验，装置耐压水平符合国家有关标准的要求[6].

5 现场作业效果 5.1 清洗效果显著

在某次隔离开关检修工作中，利用该清扫装置进行了清扫效果试验，经检测，作业前和作业后的回路电阻分别为3.067 mΩ和0.4309 mΩ，清洗后回路电阻值明显降低，清洗效果显著（效果对比见图 3）.

图 3 清洗效果对比
5.2 检修时间显著缩短

选取1组污垢严重的隔离开关，进行了使用该清洗装置作业与人工作业的比对试验.结果显示，虽然2种作业方式均能清除隔离开关触指表面氧化层及附着污染物，检修质量均符合要求，但使用该清洗装置的作业时间更短.

以清扫母联隔离开关为例，人工清扫需停运整条母线，从申请调令、停运操作、开始检修至重新投运，整个过程约需2 h；而使用该清扫装置则只需要30 min，作业效率大大提高.

6 结语

110 kV隔离开关带电多功能清扫装置可对附着污染物的带电隔离开关触指完成打磨、吹扫工作，使隔离开关恢复正常工作状态，避免因回路接触电阻过大而造成的发热现象[7-8].经清扫后的隔离开关可直接投入运行，大大减少检修时间，提高了工作效率，经济、社会效益显著.

参考文献
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[2] 杨峰, 杨宏立, 张丽. 变电设备带电清扫技术在嘉祥电网中的应用[J]. 中国电力教育 , 2010 (Z2) :430–431.
[3] 宋庆伟. 变电设备带电清扫管理[J]. 山东工业技术 , 2014 (19) :271.
[4] 车立新, 杨汝清, 顾毅. 220/330 kV变电设备高压带电清扫机器人设计[J]. 机器人 , 2005, 27 (2) :102–107.
[5] 胡毅. 国内外带电作业发展趋势及带电作业工器具标准制订[J]. 电力标准化与计量 , 1999 (1) :19–24.
[6] 内蒙古电力(集团)公司安全器具质量监督检测中心.内蒙古电力安全器具质量监督检测中心报告(编号AQGJ-2015-214)[R].呼和浩特:内蒙古电力(集团)公司安全器具质量监督检测中心,2015.
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[8] 冯建宇. 隔离开关触头在线测温研究[J]. 企业技术开发 , 2014 (5) :65–67.