变电站刀闸传动轴便捷式防雨罩的应用分析

变电站刀闸传动轴便捷式防雨罩的应用分析

吴泰乐李捷睿周晶

（广西电网有限责任公司崇左供电局广西崇左市532100）

摘要：近年来，国家变电站的规模不断的扩大，越来越多的刀闸转动轴和刀闸锁锁具容易因为雨水发生锈蚀，造成变电站发生故障。为了避免这些隐患发生，需要研究有效的技术有效的防雨罩施以确保变电站的安全运行。本文针对当前某地变电站刀闸老化，锈蚀等存在隐患，有可能造成故障短路等情况，提出通过一种便携式防雨罩，防止阴雨潮湿天气，雨水顺着刀闸传动轴进入机构箱内部，导致刀闸机构箱内部积水锈蚀，影响设备的健康运行。

关键词：变电站；刀闸；传动轴；便捷式防雨罩

锈蚀对变电站刀闸的干扰严重影响变电站刀闸的安全稳定运行，尤其是锈蚀进入变电站二次系统后会扩大故障影响范围。通过对某地区某变电站锈蚀跳合闸情况分析，提出了锈蚀地区变电站的应对策略。伴随着我国经济实力和科学技术水平的不断发展和提高，综合国力与国际地位也有了很大的进步。变电站行业面临着很大的挑战和机会。对于变电站行业当中的变电站刀闸而言，避免刀闸误操作是整个变电站刀闸安全运行的重要前提和保证。变电站通过多种防止误操作的技术措施来有效地减少工作人员的误操作和安全事故发生的概率，从而能够最大程度地保证供变电站刀闸络、人员以及相关设备能够始终在安全的状态下运行，从而更好地完成工作。

1.传统刀闸主要问题

传统刀闸机构箱由于运行时间长，刀闸机构箱内传动杆与机构箱之间的密封脚垫已经老化，阴雨潮湿天气，雨水顺着传动轴进入机构箱内部，导致刀闸机构箱内部积水，现有的加热型驱潮装置、吸湿型凝露驱潮装置无法排出积水，箱内潮湿空气无法在短时间得到干燥并排除，刀闸机构箱内导线发霉发黑，螺钉锈蚀，严重影响了清洁美观和设备的健康运行。现通过研制一种便携式防雨罩，将便携式防雨罩套至传动杆与刀闸机构箱连接处上端，以防止雨水渗入机构箱，既能降低变电站端子箱内空气湿度，又能够防止箱内线材及设备受潮发霉，为箱内设备营造良好的运行环境；刀闸机构箱便携式防雨罩具备以下优势特点：1、重量轻，体积小，便于携带；2、安装简单，适用性广，易替换；3、防雨罩与传动杆接触面的密封胶垫可替换，胶垫老化可及时更换。

据2016年统计，某地区供电局室外变电站45座，占辖区内变电站总数的61.6%。室外变电所中GW4-110、gw4-220、gw7-330占室外刀闸总数的84.6%。根据现场统计，这些开关在运行中存在很多问题。目前综合防雨罩已经比较成熟，但是在夏季雷雨电高发季节仍有锈蚀与地面形成的闪电电流，通过接地装置和电气线路的传导耦合进入变电站，对变电站一、二次控制和监控系统造成干扰，从而扩大影响范围。某地区发生一起误动事件，某变电站附近出现剧烈雷暴并伴随强降雨的恶劣天气，造成该变电站7台开关变位，1条母线失电。该次开关大面积误动，是由锈蚀引起的，误动开关所在物理位置呈现出一定的规律性。受到便捷式防雨罩启发，本文提出了一种在变电站刀闸传动安装轴便捷式防雨罩，开展了以下工作：1）将储存锈蚀能量的干扰源从系统中剥离出来；2）使用便捷式防雨罩特性，建立了变电站接地网等电位模型；3）量化了变电站地变电站刀闸电容的分布，拟合了误动开关所在物理位置呈现出的规律；4）合理地提出了改进措施，确定了变电站储能设备接地点的便捷式防雨罩安装位置。

一直以来，变电站在整个供电系统中发挥着重要的作用，变电站内设备的操作，主要是对于隔离开关、接地刀闸、断路器等电气设备的操作。一般情况下，这些电气设备彼此之间存在着一定的逻辑关系，所以进行操作时，一定要按照正确的操作顺序和逻辑来完成，从而能够保证整个供电系统能够始终保持安全稳定的运行状态，为了能够有效地避免恶性误操作事故的发生，通常可以采用安装便捷式防雨罩措施。

2.解决方案总体思路

2.1刀闸安装便捷式防雨罩情况分析

在进行变电站输变电工程验收过程当中，可以发现变电站设备结构具有一定的特殊性，并且刀闸和地刀彼此之间存在着一定的联动操作。从目前的情况来看，电气闭锁回路还存在着一定的问题和缺陷，安装便捷式防雨罩操作的功能还不够完善，进而在实际工作的过程当中，依然存在着一定的风险。

2.2解决方案

在进行验收工作之时，可以参考文献：所描述的步骤进行操作，实际情况与文献描述的内容相符。因为此时的便捷式防雨罩设备已经成型，则无法改变刀闸与地刀之间在逻辑上的联动操作关系。为了能够使上述的缺陷得到有效的改善，则可以秉承着两种原则来进行修改。首先，当1G和4G两个刀闸都处于分位或者是合位的状态之时，断路器DL才能够进行合闸的操作。另外，需要在断路器DL处于分位状态之时，才能够将1G和4G进行合闸操作。根据这两个基本原则。

2.3解决方案效果评价

当断路器DL合闸控制回路当中串联接入一个BO地刀和CO地刀的一个辅助常闭接点，能够有效的避免上述的两种缺陷，从而使得整个便捷式防雨罩设备在实际运行的过程当中有效的避免误操作情况的发生。经过实践表明，这种便捷式防雨罩在经过完善之后，具有良好的防雨效果，使得整个变电站设备的运行风险得到了很大程度的降低，进而能够保证整个供变电站刀闸络的安全运行并且始终保持高度稳定的运行状态。

2.4关键技术

当场经过反复测试，确定防雨盖的倾角为30°圆锥半径是15厘米。防雨盖模具是由使用加工技术，可以确保它的角色防水的有效范围。同时可安装在各种刀闸驱动杆上，不影响操作者对刀闸的解锁和操作。为了防止雨罩生锈，保证开关操作和人员的安全，雨罩采用天然橡胶、再生橡胶等原材料制成。为了确保雨覆盖可以用于3-5年，6根加强筋，采用硫化技术和工艺要求和流程需求使其抗拉强度和硬度达到实用标准，确保不变形，雨盖，确保投资效益的研究和开发成本。

3.实施及应用

3.1产品设计

通过调查取证和多次仿真试验，制定了设计方案，确定了模型的尺寸、形状、安装设计和原材料。防雨罩安装在刀闸传动轴上，刀闸传动轴的直径分别有三个标准：4.5cm，5cm，6cm。根据传动轴最大直径6cm确定防雨罩安装位置的尺寸，设计安装槽深度5mm。30°的防雨罩倾角可有效阻挡98%的雨水；锥体半径为15cm，可有效阻挡锁定锁和辅助开关，安装在距旋转槽35cm～45cm的高度，保证转动轴的工作不受影响。由于该地区位于关中地区，其年平均湿度为35%RH，所以在雨盖的设计中没有考虑湿度对转动轴和刀闸锁的影响。

3.2组织实施，验证效果

研制的防雨罩首次安装在220kV某枣园变电站GW4-220和GW4-110型闸刀运行转轴上，存在诸多问题。经多次试验证明，防雨罩具有直接的防水效果。2016年，220kV某枣园变电站不存在刀闸辅助开关进水引起的直流接地故障，锁紧的锁不需要维护和更换。为了更好地验证雨罩的有效性，解决其他变电站运行中类似的异常现象，2016-2017年先后在330千伏南郊变电站、110千伏江大河变电站、金华变电站等变电站安装了雨罩。据调查2017年秋季，在变电站雨覆盖已安装在传动轴上的户外刀闸一年，没有直流接地故障引起的水流入的辅助开关，安装后，刀闸转动轴没有被维护和更换由于腐蚀。

3.3安全效益

变电站户外刀闸传动轴防雨罩在西北某地区变电站刀闸的成功研制及应用，不仅有效地杜绝了户外刀闸辅助开关的直流接地，而且使闭锁装置保持完好性和操作刀闸的便捷性，防止了雨水导致的操作人员危险操作事故，保证了操作任务的顺利完成。

4.结束语

变电站室外开关传动轴防雨罩的研究、开发和应用，加强了变电站的安全运行，防止了不安全因素的发生，提高了运行效率，保证了外部电源的可靠性和经济性。上文对变电站刀闸便捷式防雨罩缺陷管理进行了简要的分析和描述，并且通过具体的案例进行论述，并针对方案的可行性进行了深入的研究和多次实践。通常情况下，安装便捷式防雨罩属于变电站常规安全措施当中比较简单和可靠的一种方式。所以，在变电站刀闸便捷式防雨罩有效地改善雨水导致的误操作情况，将运行风险降到最低，从而能够保证供电线路始终保持稳定的运行状态。

参考文献：

[1]杨宇斌.变电站刀闸电气闭锁回路缺陷管理探讨[J].科技经济导刊，2018，26（28）：190-191.

[2]金明亮，李勇，胡婷，李敏，谢俊.消除刀闸特定故障致超高压变电站全停风险的继电保护措施[J].湖北电力，2018，42（04）：16-21.

[3]徐志恒.混合仿真培训变电站的应用研究[D].华南理工大学，2018.

[4]崔健.变电站智能巡检机器人改进技术研究[D].山东大学，2018.

作者简介：

1.吴泰乐（1995-），男，汉族，广西柳州市人，本科，助理工程师，主要从事电力工程与变电运行管理工作。

2.李捷睿（1989-），男，汉族，广西平南县人，本科，工程师主要从事电力工程与变电运行管理工作。

3.周晶，（1988-）女，汉族，广西平果县人，本科，工程师，主要从事电力工程与变电运行管理工作。