隔离开关手动机构箱防潮改进

徐东辉，商小峰，韩筱慧，李晓晗

(国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314000)

0 引言

高压敞开式隔离开关(high voltage isolating switch)是一种在电力系统35 kV 及以上变电站中广泛采用的无灭弧功能器件，主要用于隔离电源、倒闸操作、连通和切断小电流电路。高压敞开式隔离开关手动操作机构箱长期暴露在室外，易受雨水渗入和潮气侵蚀，会导致箱体内接点短路、元器件绝缘下降、端子排锈蚀等情况，最终引发电源跳闸、信号误发、直流接地等缺陷，严重威胁着电网设备的运行安全。

西门子(杭州)高压开关有限公司隔离开关手动操作机构由德国RUHRTAL 公司设计，在浙江省变电站内广泛使用，但由于其手动机构箱结构设计问题，受潮缺陷频发。通过对西门子隔离开关手动操作机构箱防潮设计的研究，提出相关改进措施，对预防相关缺陷起到积极作用。

1 箱体存在的防潮问题

(1) 箱体结构缝隙导致渗水。箱体与传动机构相连处、箱体与固定背板相连处因机械连接存在着缝隙，在雨水侵蚀下易导致水随着安装螺栓渗入箱体。箱盖安装时依靠密封圈挤压形成密封，而长期运行后因密封圈老化存在着渗水风险。

(2) 箱体无排水设计，积水难以排出。箱体底部仅设置通气孔，而未设置排水孔，雨水渗入箱体内部易形成积水，长期无法排出。通气孔六角螺栓

头高于箱体底面，在积水形成后，虽然长期运行可以缓慢排出积水，但最终会在底部形成不高于通气孔六角螺栓头的积水，具体结构如图1 所示。

图1 原有六角螺栓通气孔

(3) 箱体内部易形成蒸笼效应，加速潮气侵蚀。箱体内部设有50 W 的常投加热器，在箱体湿度小于80 %时，不会对箱体内的端子和元器件造成损害；在箱体内湿度大于等于80 %时，加热器会对潮气进行加热，而根据热气上升的原理，会在箱体顶部形成凝露，甚至在端子和元器件上凝结成水珠，最终造成元器件和端子的锈蚀短路。

2 箱体治理的思路

(1) 全面封堵。前期现场整治中，采用玻璃胶对箱体的各个易渗水部位进行封堵，使箱体形成仅有一个通气孔的封闭环境，基本解决了箱体渗水问题。打胶工作不需要停电配合，短期内密封效果好。但是该解决方案存在两个问题：一是玻璃胶长期使用后会老化开裂导致渗水，需要定期维护；二是机构箱需要定期进行开盖检查，需进行重新打胶，加大排查工作量。

(2) 通风孔改造。在箱体侧面上部加装一个通气孔，使箱体具有两个通气孔，在内部加热器的驱动下，可对潮气进行对流疏导，促进潮气排出。该方案涉及箱体打孔，为防止箱体内元器件受到影响，需要结合停电进行。因此，该改造升级方案存在风险，停电施工导致实施难度大。

3 综合治理方案

结合箱体治理思路，对原箱体进行通风孔改造，并辅助以相关措施，采用疏堵结合方式形成综合治理方案如下。

(1) 底部开槽，解决箱体积水问题。对箱体底部六角螺栓通气孔结构作优化设计，在原有的六角螺栓通孔螺栓头上部进行开槽，使六角螺栓通气孔上部沟槽与箱体底面为同一平面，如箱体内部积水，可经六角螺栓通气孔头上沟槽排出，左图箭头表示流水路径，同时通气作用不受影响；右图箭头为气流流向，详见图2。

图2 改进后六角螺栓通气孔

(2) 箱门加装通气孔，形成双通气孔对流。箱体内潮气形成对流有助于内部潮气的有效排除，避免内部凝露。在箱体上开孔需要结合停电，为此，将箱盖上的安装手动解锁螺母盖的孔改为通气孔。由于箱体盖上的手动解锁螺母盖安装孔直径为φ19, 通气孔直径为φ16，因此，需在内外增设两个不锈钢垫片，不锈钢垫片与箱盖及通气孔采用高分子液态胶密封，防止在结合处漏水(见图3)。图中箭头为气流方向。

图3 新装箱盖通气孔

(3) 箱体结构缝隙打胶。采用新型3M 密封胶对箱体与传动机构相连处、箱体与固定背板相连处的机械缝隙进行填充，并定期对箱盖密封条进行检查更换(与检修周期一致，6 年)，有效提升箱体防渗水能力。

4 治理效果

2019 年，嘉兴供电公司以220 kV 大德变为试点实施综合治理方案。变共有西门子CR 型隔离开关10 组，DR 型隔离开关4 组，总计手动机构箱38 只，2018 年底排查中发现渗水箱体共计12 只，共引发缺陷4 条。经2019 年初综合整治后，年底排查中仅发现受潮箱体1 只，并实现当年0 缺陷，试点效果显著。

5 结束语

综上所述，西门子隔离开关手动机构箱防潮问题的解决对于提升变电站设备运行的安全性和稳定性有重要的意义。文中提出的综合治理方案是针对原箱体防潮问题的改进型方案，采用一体化设计思想，经多项技术创新，具备了可靠性高、实施简便、无需停电配合等优势，符合现下电网“五小箱”设备改进优化的基本方针，为其他型号的箱体防潮提供了可借鉴的思路。