水平直角尺在GN22隔离刀闸调整中的应用.doc

水平直角尺在GN22隔离刀闸调整中的应用摘要：笔者所在单位使用的GN22-10/3150型隔离刀闸，存在不同程度的发热缺陷。这严重威胁系统的安全运行。GN22型隔离刀闸主要运用于大电流开关柜，额定电流一般为3150A及以上，其肩负了主变至变低10kV侧母线的导通作用，其运行情况的好坏直接影响用户的正常用电。水平直角尺的应用是通过利用设备的立体构造测量进行全方位调整，大大提高了GN22-10/3150型隔离刀闸调整的成功率，减少了GN22-10/3150型隔离刀闸返修率，提高了供电的可靠性。目前，我们常用的调整GN22隔离刀闸的方法为：光照法、塞尺法和声音法。前者与后者相互配合，在调整GN22-10/3150型刀闸中，让笔者调整GN22-10/3150型隔离刀闸更加得心应手。关键词：水平直角尺；有效性引言GN22-10/3150型隔离刀闸作为联络的桥梁，更显得其重要性。一把满身伤痕的隔离刀闸就如一座“独木桥”，大大减少了系统的承载能力。这直接影响对用户的供电能力。笔者所在的单位曾发生多起由于GN22-10/3150型隔离刀闸故障所造成设备故障跳闸，究其原因多为设备调整不当所致。笔者使用的调整方法贴近设备的设计，很好的利用隔离刀闸的基本结构。为此，笔者认为必须使GN22-10/3150型隔离刀闸的返修率为零。1、 GN22-10/3150型隔离刀闸结构原理1.1、 隔离刀闸结构图1 GN22-10/3150隔离刀闸结构GN22-10/3150型隔离刀闸为三极闸刀式开关，每极的导电原件由环氧树脂绝缘子支撑于底架上。操作运动系统为一常规四杆机构，其主轴转动角度约为90度；接触压力由特殊设计的传动机构，通过由磁琐板组成的杠杆系统放大后产生，触刀由铜板弯折成槽状以提高机械电气性能。隔离刀闸的组成部件：触头、锁紧机构、摇杆、绝缘子、触刀、琐紧片和底架组成。1.2、 工作原理图2 GN22-10/3150隔离刀闸工作原理理为了解决接触压力和操作力矩之间的矛盾，采用了合闸琐紧两步动作原理，即主轴转动的前80度位移为合闸角。用于转动触刀。使之从开断极限位置运动到合闸极限位置；主轴转动的后10度位移为接触角。用于琐紧机构动作，通过滑块带动连杆运动。从而使用两侧顶杆推出，琐紧板起杠杠作用，将顶杆的推力放大约5.5倍后压紧在触刀，形成接触压力。两步动作的转换，由档块摇杆顶销限动销构成的定位限动机构，保证触刀的合闸到位以后（此时，摇杆被档块推动、转动至80度位置），再转入琐紧运动，使开关准确灵活地由第一步动作（合闸）转入第二步动作（形成接触压力），完成整个合闸操作。分闸操作，其动作过程与上述合闸过程相反。2、 原因分析2.1、从历年的测温情况来看，GN22-10/3150型隔离刀闸的发热问题总是不容乐观。部分已定性为视为紧急缺陷。从运行经验所知，GN22-10/3150型隔离刀闸的发热规律为：在2000A以下，接触位置发热不明显；在2000A以上接触位置的发热产生突变。这就是所谓的“独木桥”效应。在2004年07月20日的测温中发现莆心站的1变变低5011隔离刀闸A相上动静触头接触位置为220。测试情况如下：负荷电流2680A,环境温度：32、刀闸瓷瓶温度43、B相上动静触头接触位置温度为48.3。表一 测温数据1日期设备名称缺陷部位相别缺陷部位温度（）环境温度（）参考瓷瓶温度（）负荷电流(A)2004-07-245011上动静触头A22032432680B48.3C50以支持瓷瓶为参考： 12 （220-43）-（48.3-43） 171.7t 97% 1 220-43 177 根据不同设备的相对温差的判断标准（表一）得出结论：97%95%,根据标准定性为视同紧急缺陷。表二 不同设备的相对温差的判断标准设备类型相对温差值一般缺陷重大缺陷视同紧急缺陷隔离开关358095为此，笔者所在的部门在深夜对该设备进行抢修。杜绝了一次恶性事故的发生。保证供电可靠性，提升了用户的少停电的满意度。笔者分析，GN22-10/3150型隔离刀闸导电能力的决定因素为两方面：第一、导电面积（接触面积）；第二、接触压力。根据以上情况考虑，第一、按照厂家的设计，按要求调整好刀闸磁锁板的强度螺丝，隔离隔离刀闸动静触头的接触压力肯定足够，这一疑点可以排除。第二、接触面积。根据定律公式： R=（L）/ S R材料电阻值 材料电阻率（不变量） L材料长度 S材料截面积从以上定律可知，隔离刀闸的电阻值跟材料的长度成正比，跟材料的截面积成反比。也就是说，材料的长度越长电阻值越大；材料的截面积越小电阻值也越大。接触面积是此课题解决的主要因素。隔离刀闸动、静触头接触的状况主要有以下几种形式。（1）上、下静触头在同一垂直线，并且在同一平面上。（理想接触）（2）上、下静触头不在同一垂直线，但不在同一平面上。（3）上、下静触头座不在同一垂直线，但也不在同一平面上。 从以上GN22-10/3150型隔离刀闸单极接触图可以推断出上触头出现缺陷，同样在下静触头也可以出现。图1为理想接触的状态，其余均为多为接触不良存在缺陷的图片。根据GN22-10/3150型隔离刀闸的结构和工作原理，我们要解决的问题就是提高GN22-10/3150型隔离刀闸动、静触头间的接触面积，在原有的基础上提升其接触面积的有效接触。3、水平直角尺的应用水平直角尺就是水平尺与直角尺的结合体，其作用是能更好地量度一物体的水平面和垂直面。基于电力设备的安装的横纵向基本结合于水平面和垂直面。可以肯定这对于作为调整GN22-10/3150型隔离刀闸的标准而言是最好的参考面。从水平面和垂直面这两方面纵横交错地切底解决了GN22-10/3150型隔离刀闸在检修中的问题，保证了GN22-10/3150型隔离刀闸的接触面的接触完全性达到100。上静触头下静触头上静触头下静触头水平尺图7 GN22刀闸上下静触头异常位置图图6 GN22刀闸上下静触头正常位置图由于开关柜的空间狭窄，尽管有良好的光线，对于图7存在的上静触头偏歪的问题也不容易发现。此时，将水平尺置于上静触头的下侧，如图所示，水平尺中的原来置于中间的水珠便往上走。问题找到了，解决问题也就不难了。具体的调整方法：如下纵向和横向的调整方法。纵向调整：下静触头上静触头水平直角尺上静触头下静触头水平直角尺A图9 调整正视异常图图8 调整正视正常图如图8的问题，我们可以看出此最基本的问题就是这把GN22-10/3150型隔离刀闸上静触头已往左倾斜，必须通过调整上静触头支持瓷瓶和连接此触头的导通铝排或铜排至合适的角度，让上触头的位置，如图7一样。横向调整：114422331参考物2下静触头3水平直角尺中的直角尺部分4直角尺的运动方向1 参考物2 下静触头3 水平直角尺中的直角尺部分4直角尺的运动方向图11 下静触头俯视（A）异常图图10 下静触头俯视（A）正常图4、 实践改进2006年5月12日，笔者利用水平直角尺法对某站#1变变低10kV侧5011隔离刀闸（GN22-10/3150型）的发热缺陷进行处理。红外成像测温参数表三（处理前）：表三 测温数据2日期设备名称缺陷部位相别缺陷部位温度（）环境温度（）参考瓷瓶温度（）负荷电流(A)2006-05-115011上动静触头A9028301620B39C41以支持瓷瓶为参考： 12 （90-30）-（39-30） 51t 85% 1 90-30 60根据不同设备的相对温差的判断标准（表一）得出结论：85%80%,根据标准定性重大缺陷。首先，对其进行进刀操作，检查发现隔离刀闸进刀无卡阻。对于此刀闸的表象确实难找其存在的问题。通过利用水平直角尺法，笔者发现5011隔离刀闸上静触头与水平基准面有偏差，致使在与动触头的接触不紧密，接触面的有效率不能满足要求。通过水平直角尺的参照，5011刀闸的调整得以顺利完成。2006年5月13日，笔者对5011刀闸进行红外成像测温数据如下表四（处理后）表四 测温数据3日期设备名称缺陷部位相别缺陷部位温度（）环境温度（）参考瓷瓶温度（）负荷电流(A)2006-05-135011上动静触头A3930322200B42C40以支持瓷瓶为参考： 12 （42-32）-（39-32） 3t 30% 1 42-32 10根据不同设备的相对温差的判断标准（表一）得出结论32%35%（一般缺陷）,根据标准定性为设备为正常完好设备。从以上处理前后温表数据可以发现水平直角尺在GN22-10/3150型隔离刀闸的调整应用是有效的。通过多次GN22-10/3150型隔离刀闸的调整中，水平直角尺的方法应用是可以肯定的。在长期的调整GN22-10/3150型隔离刀闸中，笔者发现水平直角尺的应用也存在一定的误差。因为其中涉及水平尺及开关柜基础的安装基准问题。这就是存在的偏差。经过多次实践的验证，笔者发现调整GN22-10/3150型隔离刀闸偏差的校正方法为：声音法、塞尺法和光照法。由于开关柜工作空间比较狭窄，有些隐性缺陷难以发现。如上静触头内外对角接触（图4），笔者就可以使用校正法进行校正。GN22-10/3150型隔离刀闸的调整具体方法如下：把设备分为两种情况。第一种情况：施工验收类。1、把握好设备的安装基础，保证隔离刀闸能用水平直角尺直接验证，尽量使其接触面积无限加大达100%。2、调整好隔离刀闸后，才允许连接铝排（铜排），连接前检查各螺丝孔是否对应，接触面积是否吻合，达标后方可收紧螺丝，减少连接铝排（铜排）的应力。一定要重视铝排（铜排）的接触！铝排（铜排）的接触的接触调整占据了调整隔离刀闸80%的时间。工作环境的狭窄，铝排（铜排）的长度越短越难调整。3、用水平直角尺再次验证。第二种情况：缺陷处理类。考虑没有验收把关，刀闸本体不在同一水平面上的原因。在参照第一种情况处理后，必须使用原始方法（光照法、塞尺法、声音法）进行核查，有效提升GN22-10/3150型隔离刀闸接触面积的有效性。2007年5月16日，某站#3变变低10kV侧5033刀闸，刀闸发热致使支持瓷瓶损坏，母线接地故障，跳503开关。检查发现5033刀闸是GN22-10/3150型隔离刀闸。缺陷表象：A相动、静触头部分发热熔化粘合在一起。调试发现A相静触头严重偏斜，造成动静触头的接触为线接触（由于前段日子施工队对其母线桥进行热缩，致使刀闸变形），大大减少了设备的导电接触面积，造成隔离刀闸发热严重。笔者利用水平直角尺对其进行调整，发现其基础水平存在偏差。用关照法检查发现A相刀闸动静触头内外对角接触，B相刀闸上静触头与下静触头不在同一垂直线。根据根据电阻定律公式： R=（L）/ S，当接触面积S减少时，电阻增加，设备发热。不断恶性循环，必然使设备处于恶劣的环境之中，大大减少其承载能力。处理措施：1、调整刀闸本体使其处于水平状态；2、调整相关联络排的吻合度，保证全面接触。并确认各连接孔螺丝是否对应，否则重新做排。保证铜铝排在放松状态下，完全对应。3、加紧螺丝，用光照法、塞尺发及声音法进行校正。实践是检验真理的唯一标准。笔者所在的班组调整GN22-10/3150型隔离刀闸没出现重修的现象。5、 结论水平直角尺的设计使用，通过利用纵面和横面的立体调整方法，消除隔离刀闸安装工艺存在的差别，减少了设备接触方面的误差，可以大大减少GN22隔离刀闸接触不良发热的事故发生。实践证明水平直角尺的设计应用是可行的，可靠的。笔者将这次处理结果跟以往的处理检查情况作对比，效果是显然