基于激光清洗技术的高压隔离开关状态监测装置研究

张远鹏 杨寿春 鲁莉华 杨锐

摘要：在变电站中高压隔离开关使用频率较高，对变电站和线路安全运行具有直接关系。本文主要對高压隔离开关触点缺陷消除系统架构及原理以及隔离开关远程在线存在的缺陷进行分析，并对隔离开关远程在线缺陷消除系统应用对策进行探讨。

关键词：激光清洗技术;隔离开关触点;缺陷消除系统

前言

高压隔离开关也被称之为刀闸，具有操作便捷、工作原理简单的特点，在高压开关设备中隔离开关是一种常用的设备，其对变电站稳定、安全运行起到至关重要的作用。在实际工作过程中，对高压隔离开关运行功能要求比较高。在运行过程中高压隔离开关经常由于外界因素而出现各种缺陷，需要及时采取措施解决问题。高压隔离开关触点远程在线缺陷消除系统具有稳定性强、操作简单的优势，通常被应用在解决电力行业在线缺陷问题。

一、高压隔离开关触点缺陷消除系统架构及原理

高压隔离开关触点远程在线缺陷消除系统由激光装置和控制器组成，其中激光装置是将激光器包装在外壳内。激光会从外壳上插孔喷射出来，另外再外壳上装有摄像头，激光装置还包括电机、转盘，二者主转轴相连接，转盘与外壳之间安装接头，通过操作控制器来实现电机操作，进而控制其他部件。所谓的控制属于一种工控机，包括图像存储功能、数据计算、执行命令、放大图片等功能，通过上述摄像头记录开关触头表明图像，并且由存储模块对图形进行记录，利用放大模块对存储器中的图片进行放大处理，根据图片计算模块会计算出相应的参数，正常也就是激光发射的参数[1]。此外，激光发射器外壳表面安装管道和水槽，并装有冷凝液，通过管道和水槽实现系统循环，再加上外壳地板上安装主控板，起到制冷作用，以此来降低激光发射器装置运行温度。激光除锈具有射程远、操作简单、耐低温、方便携带等特点，可以完成较高位置触头的除锈工作，同时还可以起到降低隔离开关温度的作用。

二、隔离开关触头存在的缺陷

隔离开关触头常见的缺陷有锈蚀、发热、损坏、瓷瓶断裂等。由于开关触头长时间裸露在外，会受到雨水、灰尘等因素的影响导致触头表面氧化，隔离开关部分配件采用镀锌工艺，再是工作中很容易出现化学反应，进而导致触头出线锈蚀问题。另外，高压触头生产技术，质量、功能、性质等也是导致锈蚀出现的原因之一。除外在操作高压隔离开关过程中，经常存在开关合闸不到位的情况，由于电路仍然处于通电状态中，这种情况隔离开关会受电流作用而导致出现温度上升的现象，进而出现发热、电阻增大的问题。接触点温度也会随着电阻值增加而增加，很容易出现安全事故，导致人们无法正常用电[2]。为了降低外界环境带来的影响，电力工程在建设过程中，通常会将隔离开关操动机安装在密封箱内，一旦密封箱不严密，出现雨水渗漏、积水的问题，都有可能出现锈蚀问题，导致元件绝缘性下降，致使触电温度、电阻、电流数值上升，出现隔离开关锄头损坏的缺陷，进而影响开关正常使用。此外，瓷瓶也是导致隔离开关触头出现缺陷的一个因素，一旦瓷瓶出现断裂情况，隔离开关导线回路便得不到有效支撑，甚至开关无法正常工作。导致瓷瓶断裂因素主要有两个方面，一是瓷瓶在生产环节由于生产工艺等因素导致质量不合格。二是人为因素，工作人员在安装和维修过程中，由于操作不正确、力度不合理等因素促使瓷瓶断裂。

三、隔离开关远程在线缺陷消除系统应用

通过上述对高压隔离开关触点进行分析可知，导致无线出现的因素有很多种，包括自然因素、产品本质因素、人为因素等，面对这些因素需要在电力建设期间采取相应措施解决或缓解缺陷发生，促使高压隔离开关稳定运行。

（一）锈蚀问题的处理

在电力工程建设过程中，为了有效避免隔离开关出现锈蚀的问题，首要工作就是对开关质量进行选择，防止出现不符合标准的隔离开关。另外，还需要对使用中的高压隔离开关进行定定期检查和维修，随时观察高压隔离开关存在的各种问题，若果发现高压隔离开关存在锈蚀的问题应当及时采取措施进行弥补，避免锈蚀问题严重。若是极为严重则需要更换开关，以此保证开关稳定运行[3]。此外，部分地区由于天气因素的影响，空气中湿度较大，这种环境加大的高压隔离开关锈蚀速度，为此需要结合当时实际情况对检修周期进行适当调整。

（二）加强高压隔离开关合闸不到位的重视力度

通常情况下，在开关合闸的情况下会出现接触不良的问题，存在这种问题主要是因为电力系统正产运作过程中出现发热现象所导致的，严重时还会引起安全事故，为此，解决高压隔离开关合闸不到位问题尤为重要。多数是因为开关结构不符合标准或者调试不合理出现发热现象。对高压隔离开关进行维修时，需要专业人士对其进行维修，以此确保设备可以合理分配，保证回路电阻能够符合标准需求。高压隔离开关存在发热问题通常是因为开关触头接触不良，为此，对触头进行选择的时候应当充分考虑其导电性和强度。另外固定刀闸的螺栓也需要选择具有良好防锈蚀的产品，在安装触头时需要做好清理工作，避免出现锈蚀问题。触头部位会安装夹紧弹簧，弹簧会随着时间增加出现老化问题，导致弹簧夹紧力弱、性能降低，进而出现接触不良问题。如果触头表面没有及时经过处理，很容易导致电阻增加，进而出现烧伤的情况。为此，工作人员需要高度重视触头检查工作，对锈蚀部位及时清理、更换。

（三）强化操动结构密封工艺

高压隔离开关操动机一般会安装密封箱，这个过程中经常存在着密封箱不严密的情况，这样情况通常是由于密封箱加工工艺差而存在，为此，可以在躁动机箱外增加密封条设备，以此强化操动机构密封箱的严密性[4]。另外，也可以在密封箱内装置能够检测空气湿度的设备，这样如果密封箱内空气湿度增加时，工作人员便可以及时对其进行防潮处理，通过提高对箱内空气防潮措施来防止高压隔离开关操动设置锈蚀问题。

（四）瓷瓶断裂缺陷的处理

针对高压隔离开关触头瓷瓶断裂问题可以从源头上着手，严格控制不合格瓷瓶被使用。在采购过程中选择符合标准的瓷瓶，并对瓷瓶质量和性能进行严格审查。另外，在对其进行维护的过程中，也要高度重视瓷瓶性能。在巡视的过程中，如果发现瓷瓶断裂、裂缝等问题，就需要及时更换瓷瓶，更换过程中也需要专业人士严格按照更换流程进行操作，合理控制操作力度避免因人为因素导致瓷瓶断裂。

结论

高压隔离开关触点在正常运行过程中，经常出现有一些外在、内在因素影响其运行效果，高压隔离开关触点远程在线缺陷消除系统是通过激光方式动静触头表面锈蚀进行清洗，采取定期检查和维修的方式对高压隔离开关触点锈蚀问题进行控制，避免出现过热问题，强化密封箱方式保护操动结构稳定运行，严格选择瓷瓶质量，提高工作人员专业能力，进而保证系统稳定运行。

参考文献

[1]王海懿，付旭峰，胡瀞文，等.丰满电厂高压隔离开关触点远程在线缺陷消除技术研究[J].中国新通信，2019，21（22）：213.

[2]平鹏伟.矿用高压柜隔离开关触头温度检测系统研究[J].机电工程技术，2020，49（1）：100-101，151.

[3]成晓宇，郑茂新，郭培斌.动车组高压隔离开关辅助触点位置调整方法[J].中国科技投资，2018（25）：231.

[4]何成，李文胜，赵建平，等.高压隔离开关分合闸过程触指压力检测技术与应用[J].高压电器，2017，53（11）：229-235.

作者简介

1.张远鹏，男（1990.6-）汉族，陕西武功人，本科学历，中级工程师，电气工程及其自动化专业，研究方向：变电检修。

2.杨寿春，男（1973.2-）汉族，青海西宁人，本科学历，高级工程师，电气工程及其自动化专业，研究方向：变电检修。

3.鲁莉华，女（1995.6-）汉族，陕西省白水县，本科学历，助理工程师，研究方向：电气试验。

4.杨锐，男（1983.4-）汉族，陕西汉中人，本科学历，中级工程师，电气工程及其自动化专业，研究方向：电气试验。

基金资助：国网青海省电力公司科技项目资助：基于激光清洗技术的高压隔离开关在线消缺设备研究与应用（项目编号：5228041900RR）