户外隔离开关带电维护保养工器具的研究

1、摘要
本文介绍了户外隔离开关带电维护保养工器具的设计思想、技术原理和应用情况。该工具操作简单，功能完善，对户外隔离开关的带电维护具有较大的应用价值和推广价值。
关键字：隔离开关    带电维护、保养    工器具
2、前言
变电站中隔离开关设备能否正常运行在很大程度上取决于隔离开关触头的接触电阻。设备运行时间受周围环境的影响（如工业废气排放污染，特别是化工废气排放污染、盐碱污染锈蚀、长期氧化锈蚀等），使得隔离开关触头导电接触面逐渐锈蚀，表面形成一层氧化层，至使触头接触电阻增大，在正常运行情况下触头发热量增大，温度升高，随着温度升高又使锈蚀氧化层加重，造成触头接触电阻进而增大，产生接触电阻更大发热、温升更高锈蚀氧化更快的恶性循环。运行中时有发生因锈蚀导致隔离开关触头烧坏、烧熔事故，以致需要更换隔离开关的整体部件，造成极大的经济损失。此外，在运行中为保证隔离开关触头接触良好常采用在触头导电接触面上涂抹导电膏。由于导电膏含有油脂成分，运行一段时间后在导电膏表面迅速积尘，随着导电膏逐渐干枯，在隔离开关触头导电接触面上形成一层污垢，使隔离开关的动、静触头不能有效接触，造成发热。运行中时有发生处于分断状态的隔离开关刚投入运行即发生触头发热问题，必须将触头表面的污垢层打磨处理后才能投入运行。
3、设计目的
设计一款隔离开关带电维护保养工器具，实现设备在不停电的情况下对灼伤的隔离开关进行维护、保养及禁锢螺栓等工作。
4、研究内容
110kV及以上电压等级隔离开关带电维护、保养专用组合工器具的研制将从隔离开关维护保养工作的细节入手，逐一设计、制作功效不一样的专用工器具，并进行组合，从而能完成刀闸导电系统维护保养工作的所有流程 ，具体实现触头、触指带电打磨、保养，带电禁锢螺栓等功能。
4.1、动力源
户外隔离开关带电维护保养工器具的电机采用DC电机，无负载状态下转速0～700r/min ，最大扭矩35N.m，并配有14.4Ah的锂电池。
4.2、传动、支撑
户外隔离开关带电维护保养工器具的传动和支撑部分均采用高强、绝缘、轻型玻璃钢材料制作，具有绝缘性能好，机械强度高等优点。
4.2.1、传动部分
户外隔离开关带电维护保养工器具的传动部分采用绝缘管作为支撑，内部采用绝缘棒作为传动轴，减少了功率的损失，提高了工作效率。
4.2.2、支撑部分
支撑杆可以自由调节长度，适用范围广。
作用：减轻作业人员的劳动强度。
4.3、转向机构
转向机构是为了调节作业装置的角度，增加作业的舒适程度。其可以分为转轴、弹簧、棘轮、棘爪、万向节等部件。

转向结构的旋转角度为0～60°，作业人员可以根据自己的作业角度适当的调节，增加了实用性和易操作性。
4.4、带电打磨、保养装置
隔离开关带电打磨、保养装置可分为水平式和垂直式两种。
4.4.1、水平式带电打磨、保养装置
水平式打磨、保养装置是与绝缘杆的连接处成180°，其可以分为维护、保养头和卡扣装置等两部分（如图2）。
维护头的主要材料为拉丝布，具有一定的柔软性，作业时不易造成过打磨现象，能有效的保护开关的触头。
作用：清除触头、触指的污垢，打磨轻微烧伤痕迹及氧化层
保养头的主要成分是海绵，可以很好的蘸取中性凡士林，蘸取一个可以涂抹近20个开关触头。
作用：在打磨完触头、触指氧化层后，用此装置均匀涂抹中性凡士林，对触头、触指起到保护装置。
4.4.2、垂直式带电打磨、保养装置
垂直式打磨、保养装置是与绝缘杆的连接处成90，其结构大致分为卡扣机构、锥齿轮机构和维护、保养装置。
其材料组成和功能与水平式带电打磨头相同。

4.5、禁锢螺栓装置
变电站户外变电设备长期暴露于自然环境下，承受正常机械负荷和强风侵袭，变电设备一次导线受风摆振动，易导致螺栓松动，一次导电部分发热的故障时有发生，严重影响变电设备的安全可靠运行。 针对这一情况，九江供电公司结合现场实际工作，通过检修现场反复实践，自行设计研发一套一次变电设备螺丝带电紧固装置，减少了停电时间，提高了检修效率。今年6月20日，我公司110千伏庐山变电站隔离开关A相导电部分出现发热现象。检修工作人员立即按照预定处置方案，使用螺丝带电紧固装置对发热部分螺丝进行紧固，紧固后的导电部分，通过测试温度恢复正常，全部抢修工作由两名检修工作人员在不到1小时的时间内完成，避免了因设备故障而造成停电。以往设备出现一次接线螺丝松动故障，必须申请停电进行处理。使用螺丝带电紧固装置，处理此类故障不需停电，就能完成故障排除，螺丝带电紧固装置的应用，是解决设备一次导电部分螺丝松动故障带电处理的有效方法。该方法可减少停电时间，大大提高检修工作效率，保证变电设备的安全可靠运行。
4.5.1、结构和功能
紧固螺栓装置大致可分为卡扣机构、齿轮、上套筒、下套筒、滑槽、弹簧、支架、连杆机构、传动轴等部分（如图6）。
禁锢螺栓装置的导轨的底部采用了鸭嘴式设计，上套筒安装在鸭嘴内且可以自由旋转120°，连杆机构连接着导轨并固定在支架上，导轨的顶部安装有一个圆柱，圆柱和支架之间安装有一根压簧，此圆柱无论弹簧在什么状态下均完全贯穿于支架顶部的限位孔当连杆机构向下移动，同时导轨沿着滑槽向上移动，相反，当松开连杆机构，轨道在弹簧的作用下向下移动。传动轴和下套筒上均安装有模数和齿数相等的齿轮且相互啮合，当电机带动传动轴转动时，力通过齿轮机构的传递到下套筒，因此下套筒也同时以相同的速度旋转。
4.5.2、设计原理
该装置是根据我局多年的现场实际操作经验设计，其中上套筒和下套筒均是根据变电站隔离开关的螺栓特殊设计，连杆机构是用于控制导轨及上套筒的上下移动，齿轮是改变了力的传递方向，卡扣机构为了根据作业实际需要能较快的更换不同的作业装置。
该装置操安装方便、快捷，操作简单、灵活。
4.5.3、使用方法
用绝缘绳拉连杆结构向下移动，导轨向上移动，使下套筒对准螺栓的螺帽，松开绝缘绳，导轨在弹簧的作用下向下移动，上套筒自动套在螺母上，此时即使上套筒未完全套入螺母，可以适当的转动绝缘杆，因上套筒可以自由旋转120°，所以在绝缘杆转动的过程中促使上套筒完全套入螺母，打开电机开关，就可以对隔离开关的螺母进行紧固。
适用范围：螺栓垂直于固定件且四周一定范围内无任何障碍物。
 
 
图6 图7
5、创新点
（1）、带电打磨机采用硬传动，减少了功率损失，提高了工作效率。
（2）、功能头和传动杆采用了活接连接，更能方便现场作业要求。
（3）、传动轴、支撑杆均采用绝缘玻璃钢材料
6、实际使用情况
户外隔离开关带电维护保养工器具以在江西省九江供电公司多出变电站投入使用，并得到了广大使用者的一致好评，该产品投入使用后提高了对隔离开关的检修效率和检修技术水平，具有较大的应用价值和推广价值。
 
7、结论
户外隔离开关带电维护保养工器具是有带电维护装置、带电保养装置、带电禁锢螺栓装置等多功能为一体的组合工器具，解决了目前因对隔离开关维护、保养需长时间停电等问题，具有较大的应用价值。
参考文献:
1、带电作业技术标准规范使用手册，银声音像出版社2004年版。
2、DT/T976-2005  带电作业工具、装置和设备预防性试验规程

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