高压隔离开关的腐蚀与防护实践

2020-01-07闫站正

通信电源技术 2020年4期

周华，闫站正

（河南省高压电器研究所有限公司，河南平顶山467000）

0 引言

高压隔离开关的应用极为广泛，由此，大家对高压隔离开关可能出现的问题很是关注。而在诸多故障中，高压隔离开关的腐蚀是大家关心的重点。基于此种情况，本篇分析了高压隔离开关的组成、腐蚀类别与腐蚀引发的故障，同时也对开关腐蚀原因进行分析，研究了开关防护理论研究基础和防护实践技术等。

1 高压隔离开关及腐蚀分析

1.1 高压隔离开关的结构构成

高压隔离开关由支持底座、导电部分、绝缘子、传动机构、操动机构五部分组成。支持底座是组成高压隔离开关结构的基础，作用是支持和固定其他几部分为一体。导电部分是为了电路中的电流更好传导，绝缘子的作用是绝缘开带电部分和接地部分，传动机构是通过操作绝缘子，将运动传给触头，以完成隔离开关的分、合闸。为保证设施安全，隔离开关要有明确的断开间隔，且各断点之间要有可靠的绝缘保护，要保证户外的隔离开关在各种环境下，如刮风、下雨、下雪、沙尘、空气污染时，都可以可靠的完成分、合闸操作。最后，要建立可靠的机械连锁装置放置在隔离开关和接地开关之间，使操作人员按照安全顺序进行实操。例如，高压隔离开关在开合闸时不需要过快的速度，所以可以直接由电机带动操作。而断路器（高压或低压）是用于带负荷接通、断开线路的，它必须快速断开或合上，不能慢慢或逐渐的开合（那样会发生拉弧现象），所以要用可以储能的电机带动储能弹簧，将动能贮藏在弹簧里，一旦有需要，就立刻释放动能。

1.2 隔离开关腐蚀分类情况

根据报告指出，高压隔离开关的腐蚀一般情况下会受温度和湿度的影响、大气中污染物及尘埃的影响、部件本身的材质问题及加工工艺的影响。因为金属会和大气中的水和氧发生反应，而高温度或者昼夜温差过大会加剧这种反应，湿度和温度高都会导致高压隔离开关的金属部件发生腐蚀，这样的地区金属腐蚀十分严重。大气污染物中有大量腐蚀性强的物质，这些物质会与金属表面的水结合变成酸性电解质，这在一定程度上加速了金属的电化学腐蚀。随着我国能耗行业的快速发展，大气污染严重，酸雨变得严重，大气中的污染物增加，形成恶性循环，使金属部件的腐蚀愈加严重。部件本身的材质也是影响金属腐蚀的一大诱因，某些金属部件的材质耐腐蚀，而某些材质易受潮腐蚀，材质的不同决定了部件的易腐蚀程度。部件在加工过程中可能由于压力和热度的不均匀而导致电极电位的不均匀进而加速腐蚀。例如，隔离开关的底座横梁采用热镀锌加工工艺，横梁生锈的现象普遍出现，这与运行的外部环境和出厂时的加工工艺有关。部分零件的材质不好，在操作过程中受酸雨、盐雾会产生电化学反应，进而零件变脆，在外力的作用下部分开裂甚至发展成整个断裂。

1.3 隔离开关部件腐蚀引发的故障

从最轻的角度来看，隔离开关腐蚀引发的问题首先是影响产品外观，产品锈蚀问题严重是用户反映最多的问题，锈迹斑斑的外形会给人不安全的心理暗示。此外，锈蚀导致金属部件的尺寸变形甚至变小，造成损坏或者断裂。转动部件和传动链条会出现阻碍，装置中出现部分环节的阻滞现象都会造成整个装置的卡顿，严重时甚至无法利用，或者造成连杆断裂的现象发生。隔离开关遭受腐蚀在某些程度上会使接触电阻增大，而接触电阻增大也导致接触部分发热，导致加剧金属氧化，并增加导电的可能性，长时间的通电导致高压隔离开关处电路严重烧毁，甚至会发生电路安全事故，造成不可挽回的局面[1]。

2 高压隔离开关的理论实践分析

2.1 对开关部件腐蚀的分析

开关的主体部件材质是金属，故高压隔离开关的腐蚀原因在某些程度上可以转化成对金属的腐蚀原因分析。金属腐蚀受内在因素和外在因素两方面影响。理论来讲，环境的温、湿度会影响金属的化学腐蚀速率。此外，还有接触金属表面的溶液成分和金属表面溶液的pH值。这部分主要和金属表面的接触物与附着物有关，一般来自大气中的各种污染物及pm2.5 颗粒物。开关腐蚀的内部影响包括金属材料本身的物化性质及组成结构。若金属部件本身属于易腐蚀材质，那就需要极其小心的安置与装备隔离开关，谨慎选择隔离开关的安放地方。若金属是活泼金属，则容易失电子而减少材料或形成原电池导致金属损失。故高压隔离开关的腐蚀是不可避免的，只能想办法进行最大程度的防护。例如，连接高压隔离开关两侧的线路一定要求安全可靠，避免部件被腐蚀，金属零件间的连接极为基础且重要，要着重关心。

2.2 开关的理论防护

从金属部件的内部因素来讲，在保证其他条件满足的情况下，选择耐腐蚀性能更好的材料制作金属部件，从根本上防护开关，阻止腐蚀现象的发生。从金属部件的外部因素来看，应做好防水和防暴露设计，尽最大可能阻止金属和潮湿空气和其他不利因素的接触，避免存在积水和过多暴露在空气中的弊端。从整体开关来分析，在转动和传动的轴承处，应做好密封措施和保护措施，避免由于外部天气和积水等因素导致的部分环节出现阻滞现象。选择值得信赖的防护涂层涂在表面，针对不同的金属材料、不同的部件、不同的作用地方，采用不同的表面涂层进行防护处理，一切以追求安全、工作效率和经济效益为主要目的。在隔离开关外涂抹的导电物质要符合隔离开关的部件要求，防止电阻增大。当隔离开关整体恶劣时，进行解体检修，及时清洁接头接触面，调整螺栓。隔离开关的理论防护为其防护的实践研究提供了良好的理论基础，二者相互关联，逐级递进。

2.3 开关防护实践技术研究

一般情况下，静触头接电源，动触头接负荷，但安装在受电柜里的隔离开关，采用电缆进线时，则电源在动触头侧，这种接法俗称“倒进火”。而在平常的检修中，要时常进行一般性检修，这是常规小修或临修的形式。通常体现在动态管理中，坚持常规修整的原则，对设备存在的缺陷故障安排针对性检修。在大修中可以进行解体性检修，对设备进行全面检修，着重检查可能出现腐蚀的金属零件部位，对损害部件进行更换或工艺修复。定时检查机构内部装置并进行清洁，对连接传动的杠杆等配置进行清理、打磨、注油，在腐蚀部件外部涂抹防护液体固定，在轴承间增加润滑油和保护装置。这些重点性检修过程应按照各设备技术工艺规则和出厂规程技术要求执行，力求检修后的设备回复原技术功能水平。再根据文中所提的高压隔离开关受到腐蚀的原因，定时针对性的对易腐蚀部位进行一般性检修，间隔一定时间进行大修[2]。