高壓隔離開關(guān)的腐蝕與防護(hù)實(shí)踐

王海霞

國網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心 河南鄭州 450051

戶外高壓隔離開關(guān)是完全暴露在大氣環(huán)境中的電力設(shè)備，長年累月承受著環(huán)境和各種氣候條件的影響，風(fēng)、雨、雷電、潮氣、冰雪、沙塵，加上鹽霧和空氣污染以及各種煙塵污穢，不斷侵蝕著金屬零件，使其生銹腐蝕，進(jìn)而影響產(chǎn)品的機(jī)械性能和電氣性能，威脅到電網(wǎng)的運(yùn)行安全。因此進(jìn)一步了解銹蝕對(duì)高壓隔離開關(guān)的危害，分析銹蝕的原因并采取相應(yīng)的防護(hù)措施，延緩和阻止銹蝕的產(chǎn)生和發(fā)展，是提高高壓隔離開關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量中一項(xiàng)十分重要的工作。

1 高壓隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成

高壓隔離開關(guān)由支持底座、導(dǎo)電部分、絕緣子、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、操動(dòng)機(jī)構(gòu)五部分組成。支持底座是組成高壓隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，作用是支持和固定其他幾部分為一體。導(dǎo)電部分是為了電路中的電流更好傳導(dǎo)，絕緣子的作用是絕緣開帶電部分和接地部分，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過操作絕緣子，將運(yùn)動(dòng)傳給觸頭，以完成隔離開關(guān)的分、合閘。為保證設(shè)施安全，隔離開關(guān)要有明確的斷開間隔，且各斷點(diǎn)之間要有可靠的絕緣保護(hù)，要保證戶外的隔離開關(guān)在各種環(huán)境下，如刮風(fēng)、下雨、下雪、沙塵、空氣污染時(shí)，都可以可靠的完成分、合閘操作。最后，要建立可靠的機(jī)械連鎖裝置放置在隔離開關(guān)和接地開關(guān)之間，使操作人員按照安全順序進(jìn)行實(shí)操。例如，高壓隔離開關(guān)在開合閘時(shí)不需要過快的速度，所以可以直接由電機(jī)帶動(dòng)操作。而斷路器（高壓或低壓）是用于帶負(fù)荷接通、斷開線路的，它必須快速斷開或合上，不能慢慢或逐漸的開合（那樣會(huì)發(fā)生拉弧現(xiàn)象），所以要用可以儲(chǔ)能的電機(jī)帶動(dòng)儲(chǔ)能彈簧，將動(dòng)能貯藏在彈簧里，一旦有需要，就立刻釋放動(dòng)能。

2 影響隔離開關(guān)的腐蝕因素

2.1 氣候

隨著四季的變化，人與物都在接受著春夏秋冬的洗禮，經(jīng)受著綿綿細(xì)雨、酷熱難耐、秋高氣爽、寒冷刺骨等氣候的考驗(yàn)；同時(shí)氣候根據(jù)地域又可以人為劃分為熱帶雨林氣候、地中海氣候、山地氣候等12種氣候。對(duì)長期使用于戶外條件下的隔離開關(guān)而言，不同地域、不同季節(jié)引起的氣候變化對(duì)其產(chǎn)生的腐蝕是必須要考量的一個(gè)因素。

2.2 材質(zhì)的影響

鋼鐵、鋁及其合金和銅及其合金是高壓隔離開關(guān)上應(yīng)用的三大類金屬材料，它們的抗腐蝕能力不盡相同。實(shí)踐證明，鋼鐵制件僅靠15 微米左右厚的鍍鋅層或一般的油漆層，是根本不能長時(shí)間防護(hù)大氣腐蝕的，而不銹鋼表面則表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗腐蝕能力。因?yàn)椴讳P鋼在常溫氧化環(huán)境（如大氣、水、強(qiáng)氧化性酸等）中容易鈍化，形成一層以氧化鉻（Cr2O3）為主保護(hù)性很強(qiáng)的薄膜，且其中鉻、鎳含量越高，耐腐蝕性也越高。鋁在大氣中生成一層厚度為0.01-0.015mm 的自然保護(hù)膜，但在潮濕并受堿、硫化物、氯化物等的作用下，則會(huì)產(chǎn)生灰色粉末狀氫氧化鋁而發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。鋁及其合金的耐腐蝕性按:鋁銅合金※鋁鋅合金※鋁硅合金※鋁※鋁鎂合金的順序而增高。銅在大氣中易氧化。氧充足的情況下，生成黑色氧化銅;在潮濕大氣中生成銅綠——堿式碳酸銅;在工業(yè)大氣中生成黑色硫酸銅或綠色氧化銅。銅及其合金的耐腐蝕性按:黃銅※銅※錫銅的順序而增高。

2.3 濕度與溫度的影響

金屬在大氣中和水、氧反應(yīng)生成氫氧化物，和氧反應(yīng)生成氧化物，這是金屬腐蝕的基本形式。金屬在大氣中的腐蝕速度，隨著相對(duì)濕度和溫度的變化呈現(xiàn)出規(guī)律的變化，即相對(duì)濕度越大，溫度越高，腐蝕速度就越快，所以高溫、高濕地區(qū)金屬的腐蝕就非常嚴(yán)重;但當(dāng)相對(duì)濕度低于某一特定值（臨界相對(duì)濕度，鐵的臨界值為60%）時(shí)，即使溫度很高腐蝕的速度也會(huì)很緩慢，例如沙漠地帶，鋼鐵就不易腐蝕;更重要的是，當(dāng)溫度有大的變化時(shí)，如晝夜溫差大，金屬表面溫度低于環(huán)境溫度，空氣中的水分便會(huì)凝結(jié)在金屬表面上，因吸收了大量的電解質(zhì)而形成電解液，加速了金屬的腐蝕。

3 高壓隔離開關(guān)的理論實(shí)踐分析

3.1 開關(guān)的理論防護(hù)

從金屬部件的內(nèi)部因素來講，在保證其他條件滿足的情況下，選擇耐腐蝕性能更好的材料制作金屬部件，從根本上防護(hù)開關(guān)，阻止腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。從金屬部件的外部因素來看，應(yīng)做好防水和防暴露設(shè)計(jì)，盡最大可能阻止金屬和潮濕空氣和其他不利因素的接觸，避免存在積水和過多暴露在空氣中的弊端。從整體開關(guān)來分析，在轉(zhuǎn)動(dòng)和傳動(dòng)的軸承處，應(yīng)做好密封措施和保護(hù)措施，避免由于外部天氣和積水等因素導(dǎo)致的部分環(huán)節(jié)出現(xiàn)阻滯現(xiàn)象。選擇值得信賴的防護(hù)涂層涂在表面，針對(duì)不同的金屬材料、不同的部件、不同的作用地方，采用不同的表面涂層進(jìn)行防護(hù)處理，一切以追求安全、工作效率和經(jīng)濟(jì)效益為主要目的。在隔離開關(guān)外涂抹的導(dǎo)電物質(zhì)要符合隔離開關(guān)的部件要求，防止電阻增大。當(dāng)隔離開關(guān)整體惡劣時(shí)，進(jìn)行解體檢修，及時(shí)清潔接頭接觸面，調(diào)整螺栓。隔離開關(guān)的理論防護(hù)為其防護(hù)的實(shí)踐研究提供了良好的理論基礎(chǔ)，二者相互關(guān)聯(lián)，逐級(jí)遞進(jìn)。

3.2 對(duì)開關(guān)部件腐蝕的分析

開關(guān)的主體部件材質(zhì)是金屬，故高壓隔離開關(guān)的腐蝕原因在某些程度上可以轉(zhuǎn)化成對(duì)金屬的腐蝕原因分析。金屬腐蝕受內(nèi)在因素和外在因素兩方面影響。理論來講，環(huán)境的溫、濕度會(huì)影響金屬的化學(xué)腐蝕速率。此外，還有接觸金屬表面的溶液成分和金屬表面溶液的pH 值。這部分主要和金屬表面的接觸物與附著物有關(guān)，一般來自大氣中的各種污染物及pm2.5 顆粒物。開關(guān)腐蝕的內(nèi)部影響包括金屬材料本身的物化性質(zhì)及組成結(jié)構(gòu)。若金屬部件本身屬于易腐蝕材質(zhì)，那就需要極其小心的安置與裝備隔離開關(guān)，謹(jǐn)慎選擇隔離開關(guān)的安放地方。若金屬是活潑金屬，則容易失電子而減少材料或形成原電池導(dǎo)致金屬損失。故高壓隔離開關(guān)的腐蝕是不可避免的，只能想辦法進(jìn)行最大程度的防護(hù)。例如，連接高壓隔離開關(guān)兩側(cè)的線路一定要求安全可靠，避免部件被腐蝕，金屬零件間的連接極為基礎(chǔ)且重要，要著重關(guān)心。

4 結(jié)語

高壓隔離開關(guān)是變電站中使用量最大的高壓開關(guān)設(shè)備，詳盡地分析高壓隔離開關(guān)刀閘觸頭材料的腐蝕因素、全面地了解和掌握電鍍以及快速發(fā)展的復(fù)合材料制造技術(shù)可為今后觸頭材料的開發(fā)和防護(hù)提供強(qiáng)有力的理論支撐；同時(shí)必須重視高壓隔離開關(guān)應(yīng)用過程中的防護(hù)與監(jiān)控檢測，牢牢把握巡邏機(jī)器人、在線監(jiān)測等手段并運(yùn)用得當(dāng)，從而保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。