基于激光清洗技術(shù)的高壓隔離開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測裝置研究

張遠(yuǎn)鵬 楊壽春 魯莉華 楊銳

摘要：在變電站中高壓隔離開關(guān)使用頻率較高，對變電站和線路安全運(yùn)行具有直接關(guān)系。本文主要對高壓隔離開關(guān)觸點(diǎn)缺陷消除系統(tǒng)架構(gòu)及原理以及隔離開關(guān)遠(yuǎn)程在線存在的缺陷進(jìn)行分析，并對隔離開關(guān)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)應(yīng)用對策進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：激光清洗技術(shù);隔離開關(guān)觸點(diǎn);缺陷消除系統(tǒng)

前言

高壓隔離開關(guān)也被稱之為刀閘，具有操作便捷、工作原理簡單的特點(diǎn)，在高壓開關(guān)設(shè)備中隔離開關(guān)是一種常用的設(shè)備，其對變電站穩(wěn)定、安全運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。在實(shí)際工作過程中，對高壓隔離開關(guān)運(yùn)行功能要求比較高。在運(yùn)行過程中高壓隔離開關(guān)經(jīng)常由于外界因素而出現(xiàn)各種缺陷，需要及時(shí)采取措施解決問題。高壓隔離開關(guān)觸點(diǎn)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)具有穩(wěn)定性強(qiáng)、操作簡單的優(yōu)勢，通常被應(yīng)用在解決電力行業(yè)在線缺陷問題。

一、高壓隔離開關(guān)觸點(diǎn)缺陷消除系統(tǒng)架構(gòu)及原理

高壓隔離開關(guān)觸點(diǎn)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)由激光裝置和控制器組成，其中激光裝置是將激光器包裝在外殼內(nèi)。激光會(huì)從外殼上插孔噴射出來，另外再外殼上裝有攝像頭，激光裝置還包括電機(jī)、轉(zhuǎn)盤，二者主轉(zhuǎn)軸相連接，轉(zhuǎn)盤與外殼之間安裝接頭，通過操作控制器來實(shí)現(xiàn)電機(jī)操作，進(jìn)而控制其他部件。所謂的控制屬于一種工控機(jī)，包括圖像存儲(chǔ)功能、數(shù)據(jù)計(jì)算、執(zhí)行命令、放大圖片等功能，通過上述攝像頭記錄開關(guān)觸頭表明圖像，并且由存儲(chǔ)模塊對圖形進(jìn)行記錄，利用放大模塊對存儲(chǔ)器中的圖片進(jìn)行放大處理，根據(jù)圖片計(jì)算模塊會(huì)計(jì)算出相應(yīng)的參數(shù)，正常也就是激光發(fā)射的參數(shù)[1]。此外，激光發(fā)射器外殼表面安裝管道和水槽，并裝有冷凝液，通過管道和水槽實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)循環(huán)，再加上外殼地板上安裝主控板，起到制冷作用，以此來降低激光發(fā)射器裝置運(yùn)行溫度。激光除銹具有射程遠(yuǎn)、操作簡單、耐低溫、方便攜帶等特點(diǎn)，可以完成較高位置觸頭的除銹工作，同時(shí)還可以起到降低隔離開關(guān)溫度的作用。

二、隔離開關(guān)觸頭存在的缺陷

隔離開關(guān)觸頭常見的缺陷有銹蝕、發(fā)熱、損壞、瓷瓶斷裂等。由于開關(guān)觸頭長時(shí)間裸露在外，會(huì)受到雨水、灰塵等因素的影響導(dǎo)致觸頭表面氧化，隔離開關(guān)部分配件采用鍍鋅工藝，再是工作中很容易出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致觸頭出線銹蝕問題。另外，高壓觸頭生產(chǎn)技術(shù)，質(zhì)量、功能、性質(zhì)等也是導(dǎo)致銹蝕出現(xiàn)的原因之一。除外在操作高壓隔離開關(guān)過程中，經(jīng)常存在開關(guān)合閘不到位的情況，由于電路仍然處于通電狀態(tài)中，這種情況隔離開關(guān)會(huì)受電流作用而導(dǎo)致出現(xiàn)溫度上升的現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)發(fā)熱、電阻增大的問題。接觸點(diǎn)溫度也會(huì)隨著電阻值增加而增加，很容易出現(xiàn)安全事故，導(dǎo)致人們無法正常用電[2]。為了降低外界環(huán)境帶來的影響，電力工程在建設(shè)過程中，通常會(huì)將隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)安裝在密封箱內(nèi)，一旦密封箱不嚴(yán)密，出現(xiàn)雨水滲漏、積水的問題，都有可能出現(xiàn)銹蝕問題，導(dǎo)致元件絕緣性下降，致使觸電溫度、電阻、電流數(shù)值上升，出現(xiàn)隔離開關(guān)鋤頭損壞的缺陷，進(jìn)而影響開關(guān)正常使用。此外，瓷瓶也是導(dǎo)致隔離開關(guān)觸頭出現(xiàn)缺陷的一個(gè)因素，一旦瓷瓶出現(xiàn)斷裂情況，隔離開關(guān)導(dǎo)線回路便得不到有效支撐，甚至開關(guān)無法正常工作。導(dǎo)致瓷瓶斷裂因素主要有兩個(gè)方面，一是瓷瓶在生產(chǎn)環(huán)節(jié)由于生產(chǎn)工藝等因素導(dǎo)致質(zhì)量不合格。二是人為因素，工作人員在安裝和維修過程中，由于操作不正確、力度不合理等因素促使瓷瓶斷裂。

三、隔離開關(guān)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)應(yīng)用

通過上述對高壓隔離開關(guān)觸點(diǎn)進(jìn)行分析可知，導(dǎo)致無線出現(xiàn)的因素有很多種，包括自然因素、產(chǎn)品本質(zhì)因素、人為因素等，面對這些因素需要在電力建設(shè)期間采取相應(yīng)措施解決或緩解缺陷發(fā)生，促使高壓隔離開關(guān)穩(wěn)定運(yùn)行。

（一）銹蝕問題的處理

在電力工程建設(shè)過程中，為了有效避免隔離開關(guān)出現(xiàn)銹蝕的問題，首要工作就是對開關(guān)質(zhì)量進(jìn)行選擇，防止出現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的隔離開關(guān)。另外，還需要對使用中的高壓隔離開關(guān)進(jìn)行定定期檢查和維修，隨時(shí)觀察高壓隔離開關(guān)存在的各種問題，若果發(fā)現(xiàn)高壓隔離開關(guān)存在銹蝕的問題應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取措施進(jìn)行彌補(bǔ)，避免銹蝕問題嚴(yán)重。若是極為嚴(yán)重則需要更換開關(guān)，以此保證開關(guān)穩(wěn)定運(yùn)行[3]。此外，部分地區(qū)由于天氣因素的影響，空氣中濕度較大，這種環(huán)境加大的高壓隔離開關(guān)銹蝕速度，為此需要結(jié)合當(dāng)時(shí)實(shí)際情況對檢修周期進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（二）加強(qiáng)高壓隔離開關(guān)合閘不到位的重視力度

通常情況下，在開關(guān)合閘的情況下會(huì)出現(xiàn)接觸不良的問題，存在這種問題主要是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)正產(chǎn)運(yùn)作過程中出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象所導(dǎo)致的，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起安全事故，為此，解決高壓隔離開關(guān)合閘不到位問題尤為重要。多數(shù)是因?yàn)殚_關(guān)結(jié)構(gòu)不符合標(biāo)準(zhǔn)或者調(diào)試不合理出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。對高壓隔離開關(guān)進(jìn)行維修時(shí)，需要專業(yè)人士對其進(jìn)行維修，以此確保設(shè)備可以合理分配，保證回路電阻能夠符合標(biāo)準(zhǔn)需求。高壓隔離開關(guān)存在發(fā)熱問題通常是因?yàn)殚_關(guān)觸頭接觸不良，為此，對觸頭進(jìn)行選擇的時(shí)候應(yīng)當(dāng)充分考慮其導(dǎo)電性和強(qiáng)度。另外固定刀閘的螺栓也需要選擇具有良好防銹蝕的產(chǎn)品，在安裝觸頭時(shí)需要做好清理工作，避免出現(xiàn)銹蝕問題。觸頭部位會(huì)安裝夾緊彈簧，彈簧會(huì)隨著時(shí)間增加出現(xiàn)老化問題，導(dǎo)致彈簧夾緊力弱、性能降低，進(jìn)而出現(xiàn)接觸不良問題。如果觸頭表面沒有及時(shí)經(jīng)過處理，很容易導(dǎo)致電阻增加，進(jìn)而出現(xiàn)燒傷的情況。為此，工作人員需要高度重視觸頭檢查工作，對銹蝕部位及時(shí)清理、更換。

（三）強(qiáng)化操動(dòng)結(jié)構(gòu)密封工藝

高壓隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)一般會(huì)安裝密封箱，這個(gè)過程中經(jīng)常存在著密封箱不嚴(yán)密的情況，這樣情況通常是由于密封箱加工工藝差而存在，為此，可以在躁動(dòng)機(jī)箱外增加密封條設(shè)備，以此強(qiáng)化操動(dòng)機(jī)構(gòu)密封箱的嚴(yán)密性[4]。另外，也可以在密封箱內(nèi)裝置能夠檢測空氣濕度的設(shè)備，這樣如果密封箱內(nèi)空氣濕度增加時(shí)，工作人員便可以及時(shí)對其進(jìn)行防潮處理，通過提高對箱內(nèi)空氣防潮措施來防止高壓隔離開關(guān)操動(dòng)設(shè)置銹蝕問題。

（四）瓷瓶斷裂缺陷的處理

針對高壓隔離開關(guān)觸頭瓷瓶斷裂問題可以從源頭上著手，嚴(yán)格控制不合格瓷瓶被使用。在采購過程中選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的瓷瓶，并對瓷瓶質(zhì)量和性能進(jìn)行嚴(yán)格審查。另外，在對其進(jìn)行維護(hù)的過程中，也要高度重視瓷瓶性能。在巡視的過程中，如果發(fā)現(xiàn)瓷瓶斷裂、裂縫等問題，就需要及時(shí)更換瓷瓶，更換過程中也需要專業(yè)人士嚴(yán)格按照更換流程進(jìn)行操作，合理控制操作力度避免因人為因素導(dǎo)致瓷瓶斷裂。

結(jié)論

高壓隔離開關(guān)觸點(diǎn)在正常運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)有一些外在、內(nèi)在因素影響其運(yùn)行效果，高壓隔離開關(guān)觸點(diǎn)遠(yuǎn)程在線缺陷消除系統(tǒng)是通過激光方式動(dòng)靜觸頭表面銹蝕進(jìn)行清洗，采取定期檢查和維修的方式對高壓隔離開關(guān)觸點(diǎn)銹蝕問題進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)過熱問題，強(qiáng)化密封箱方式保護(hù)操動(dòng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)格選擇瓷瓶質(zhì)量，提高工作人員專業(yè)能力，進(jìn)而保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[3]成曉宇，鄭茂新，郭培斌.動(dòng)車組高壓隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)位置調(diào)整方法[J].中國科技投資，2018（25）：231.

[4]何成，李文勝，趙建平，等.高壓隔離開關(guān)分合閘過程觸指壓力檢測技術(shù)與應(yīng)用[J].高壓電器，2017，53（11）：229-235.

作者簡介

1.張遠(yuǎn)鵬，男（1990.6-）漢族，陜西武功人，本科學(xué)歷，中級工程師，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，研究方向：變電檢修。

2.楊壽春，男（1973.2-）漢族，青海西寧人，本科學(xué)歷，高級工程師，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，研究方向：變電檢修。

3.魯莉華，女（1995.6-）漢族，陜西省白水縣，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：電氣試驗(yàn)。

4.楊銳，男（1983.4-）漢族，陜西漢中人，本科學(xué)歷，中級工程師，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，研究方向：電氣試驗(yàn)。

基金資助：國網(wǎng)青海省電力公司科技項(xiàng)目資助：基于激光清洗技術(shù)的高壓隔離開關(guān)在線消缺設(shè)備研究與應(yīng)用（項(xiàng)目編號：5228041900RR）