高壓隔離開(kāi)關(guān)是電力系統(tǒng)里的關(guān)鍵元件,缺一不可。它的主要功能很明確:在分閘位置建立可靠的絕緣間隙,實(shí)現(xiàn)電路無(wú)電流隔離,進(jìn)而保證檢修人員以及設(shè)備的安全。不過(guò)要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,最終還得靠它的 “執(zhí)行者”—— 操作機(jī)構(gòu)。操作機(jī)構(gòu)的性能,直接決定隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作的可靠性、精確性以及響應(yīng)速度,它堪稱隔離開(kāi)關(guān)的 “神經(jīng)與肌肉”。
一、核心功能與基本要求
操作機(jī)構(gòu)的核心任務(wù)很清晰。我們給它發(fā)指令,手動(dòng)、電動(dòng)兩種方式都行;接著它通過(guò)一套傳動(dòng)系統(tǒng),把操作力或力矩準(zhǔn)確又可靠地傳到隔離開(kāi)關(guān)本體上;最后它驅(qū)動(dòng)動(dòng)、靜觸頭完成分閘或合閘,還得確保觸頭在終點(diǎn)位置穩(wěn)定鎖定。
對(duì)操作機(jī)構(gòu)的基本技術(shù)要求,我們可以從這幾方面看:其一得有可靠性,不管在啥環(huán)境里,它都得長(zhǎng)期穩(wěn)定工作,動(dòng)作不能出任何問(wèn)題。除了可靠性,操作功也得足夠 —— 它要克服觸頭間的摩擦阻力、破冰力(如果有的話),還有風(fēng)、雪這類環(huán)境因素帶來(lái)的額外阻力,確保操作能到位。位置控制的精確性也不能忽視,操作機(jī)構(gòu)必須有清晰且明確的 “合閘” 與 “分閘” 終點(diǎn)位置,還得配上可靠的機(jī)械定位以及限位裝置,避免出現(xiàn) “過(guò)死點(diǎn)” 或者不到位的情況。最后,閉鎖功能同樣重要,操作機(jī)構(gòu)必須與接地開(kāi)關(guān)、斷路器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的電氣聯(lián)鎖以及機(jī)械聯(lián)鎖,防止發(fā)生帶負(fù)荷操作的惡性事故。
二、主要類型及其特點(diǎn)
根據(jù)動(dòng)力源的不同,高壓隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)主要分這幾類:
手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)
手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)是最常見(jiàn)、也最基礎(chǔ)的類型。我們要么用人力搖,要么用杠桿操作;再經(jīng)過(guò)減速齒輪箱把力放大,之后通過(guò)連桿或者管軸傳到開(kāi)關(guān)本體上。它的優(yōu)點(diǎn)很明顯:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,并且不需要輔助電源,維護(hù)起來(lái)也方便。不過(guò)缺點(diǎn)也存在:操作力受人力限制,很難用在大容量、高電壓等級(jí)的開(kāi)關(guān)上,同時(shí)沒(méi)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,自動(dòng)化程度比較低。應(yīng)用場(chǎng)景上,就 110kV 及以下電壓等級(jí)的設(shè)備來(lái)說(shuō),那些不頻繁操作的場(chǎng)合經(jīng)常用它。
電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)
電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)用電動(dòng)機(jī)當(dāng)動(dòng)力源。我們控制電機(jī)正反轉(zhuǎn),就能實(shí)現(xiàn)分閘、合閘。它的優(yōu)點(diǎn)很突出:操作輕便,出力大,速度還快,并且容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制以及自動(dòng)化,能和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)縫集成。缺點(diǎn)則是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,成本較高,同時(shí)需要可靠的交流或者直流操作電源。在現(xiàn)代變電站里,特別是 220kV 及以上電壓等級(jí)的變電站,還有那些需要頻繁操作或者遠(yuǎn)方控制的場(chǎng)合,它是首選。
氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)
氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)利用壓縮空氣當(dāng)動(dòng)力源。它通過(guò)電磁閥控制氣缸活塞運(yùn)動(dòng),進(jìn)而驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。它的優(yōu)點(diǎn)是操作功大,動(dòng)作速度快,并且沒(méi)有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。但缺點(diǎn)也很明顯:得專門(mén)建一套穩(wěn)定的壓縮空氣源系統(tǒng),包括空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、管路這些,維護(hù)工作量大,同時(shí)在低溫環(huán)境下有結(jié)冰的風(fēng)險(xiǎn)。過(guò)去,有些特定廠家的產(chǎn)品常用它,不過(guò)目前新項(xiàng)目里,它已經(jīng)逐漸被電動(dòng)機(jī)構(gòu)取代了。
液壓操作機(jī)構(gòu)
液壓操作機(jī)構(gòu)利用液壓油傳遞壓力,驅(qū)動(dòng)液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)。它的出力巨大且平穩(wěn)。優(yōu)點(diǎn)也很明確:操作功特別大,動(dòng)作平穩(wěn)沒(méi)沖擊,并且具備自潤(rùn)滑性。缺點(diǎn)則是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜,制造精度要求高,存在漏油風(fēng)險(xiǎn),維護(hù)時(shí)還需要專業(yè)技術(shù)。應(yīng)用上,拿特高壓、超大電流的設(shè)備來(lái)說(shuō),就是那些對(duì)操作力有特殊要求的重型隔離開(kāi)關(guān),主要用它。
三、關(guān)鍵技術(shù)與運(yùn)維要點(diǎn)
聊到關(guān)鍵技術(shù),傳動(dòng)系統(tǒng)是很重要的一環(huán)。不管是連桿傳動(dòng),還是管軸傳動(dòng),我們都得保證它的剛性以及連接的可靠性 —— 要是變形或者松動(dòng)了,操作就不到位,這情況我們得避免。
聯(lián)鎖與閉鎖裝置是保障安全的核心。機(jī)械聯(lián)鎖會(huì)通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)直接阻止誤操作,電氣聯(lián)鎖則通過(guò)二次回路,在邏輯條件不滿足的時(shí)候切斷操作電路,兩者配合才能守住安全底線。
輔助觸點(diǎn)的作用也很關(guān)鍵。它需要向監(jiān)控系統(tǒng)反饋隔離開(kāi)關(guān)的實(shí)際分閘、合閘位置,而且它的接觸必須可靠,傳遞的信號(hào)也得準(zhǔn)確,不然監(jiān)控系統(tǒng)就沒(méi)法掌握隔離開(kāi)關(guān)的真實(shí)狀態(tài)。
運(yùn)維工作有幾個(gè)重點(diǎn)要抓。其一,我們得定期查機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑情況,還得把各個(gè)連接部件緊固好,防止部件因潤(rùn)滑不足磨損或者因松動(dòng)影響操作。其二,我們要校驗(yàn)分閘、合閘終點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性,同時(shí)測(cè)試電動(dòng)機(jī)、加熱器、聯(lián)鎖回路等部件的功能是否正常,有問(wèn)題得及時(shí)處理。另外,在嚴(yán)寒地區(qū),我們還得注意機(jī)構(gòu)箱的密封以及防凍工作,避免低溫對(duì)機(jī)構(gòu)造成損壞。
恩彼邁高壓隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)雖然是輔件,但它的技術(shù)內(nèi)容以及重要性,我們可不能小看?,F(xiàn)在智能電網(wǎng)在發(fā)展,那些能監(jiān)測(cè)狀態(tài)、智能控制,還能遠(yuǎn)程診斷的智能化操作機(jī)構(gòu),已經(jīng)成了發(fā)展趨勢(shì)。我們選對(duì)機(jī)構(gòu)型號(hào),按規(guī)范安裝,再精心維護(hù)它,這是確保整個(gè)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要一環(huán)。



