Hoe GW4-isolatoren installeren en in bedrijf stellen

In onderstations is het aantal isolatieschakelaars meestal 2 tot 4 keer dat van circuitbrekers. Vanwege hun grote aantal is de werklast voor installatie en inbedrijfstelling aanzienlijk. Voor spanningniveaus onder 110 kV dient de GW4-type isolatieschakelaar als hoofdapparatuur. Als de installatiekwaliteit en mechanische afmetingen van de isolatieschakelaar niet voldoen aan de eisen, kunnen problemen zoals onvolledig openen/sluiten, oververhitte contacten of zelfs breuk van porseleinen isolatoren optreden. Daarom is het zeer noodzakelijk om de installatie- en inbedrijfstellingsmethoden voor isolatieschakelaars te samenvatten. Op basis van de praktijkervaring van de auteur worden hieronder de installatie- en inbedrijstellingsprocedures voor dit type isolatieschakelaar samengevat voor referentie door collega's.

1.Structuur en werking van de GW4-type isolatieschakelaar
Om de installatietechnieken en inbedrijstellingsmethoden beter te beheersen, is het essentieel om een voldoende begrip te hebben van de structuur en het werkingprincipe van de schakelaar.

1.1 Structuur van de isolatieschakelaar

1.1.1 Structuur van de isolatieschakelaar
De GW4-type isolatieschakelaar heeft een dubbele kolom horizontale draaiende constructie, bestaande uit drie enkelefaseneenheden. Elke enkelefaseneenheid bestaat uit een basis, isolerende zuilen, en geleidende delen, en is uitgerust met een handmatige of elektrische bedieningsmechanisme.

1.1.2 Structuur van de aardingschakelaar
De aardingschakelaar bestaat uit een stationair contact dat vastzit op de geleidende buis van de isolatieschakelaar en een beweegbaar contactstok die op de basis is gemonteerd.

1.1.3 Structuur van het handmatige bedieningsmechanisme
Het handmatige bedieningsmechanisme omvat een bedieningshendel die 90° (of 180°) roteert in een horizontaal (of verticaal) vlak, een regendeksel, en een hulpcontact dat erin is opgenomen.

1.1.4 Elektrisch bedieningsmechanisme
De belangrijkste componenten van het elektrische bedieningsmechanisme omvatten een elektromotor, tandwielreductie, hulpcontact, limietcontact, selecteurschakelaar, contactor, en circuitbreker.

1.2 Werking van de isolatieschakelaar

1.2.1 Werking van de isolatieschakelaar
Wanneer de uitvoerschacht van het bedieningsmechanisme 90° (of 180°) roteert, drijft deze de verticale buis → de bedieningsas roteert 90° (of 180°) → bedieningsarm → actieve paal van de bediende fase roteert 90° → horizontale koppeling → actieve palen van de andere fasen roteren 90° → kruiskoppeling → gedreven palen roteren tegenovergesteld 90°, waarmee driepaalinterlocking wordt bereikt.

1.2.2 Werking van de aardingschakelaar
Het bedieningsmechanisme drijft de overdrachtsas en de horizontale koppeling om de rotatieas van de aardingschakelaar over een bepaalde hoek te laten roteren, waardoor openen of sluiten wordt bereikt.

1.2.3 Werking van het handmatige bedieningsmechanisme
Bij het bedienen van de hendel roteert de uitvoerschacht van het mechanisme, waardoor het hulpcontact dat verbonden is met de hoofdas wordt aangedreven. Tijdens openen of sluiten worden de corresponderende contacten geopend of gesloten om de respectievelijke open-of-sluit signalen te verzenden.

1.2.4 Werking van het elektrische bedieningsmechanisme
De motor start, drijft de wormgetandereductie-eenheid; de hoofdas roteert, waardoor de verbonden isolatieschakelaar wordt geopend of gesloten.

2.Installatie van de isolatieschakelaar

2.1 Principe van installatie
Een correcte installatie en inbedrijnstelling zijn vereisten voor normale werking van de isolatieschakelaar. In zekere zin maakt goede installatie de helft van de succesvolle inbedrijnstelling uit. Daarom moet tijdens de installatie het principe van "horizontaal en verticaal" strikt worden nageleefd.

(1) De basissen van alle drie fasen moeten verticaal uitgelijnd zijn—dat wil zeggen, in hetzelfde horizontale vlak liggen—om ervoor te zorgen dat de horizontale koppelstangen in hetzelfde vlak blijven.

(2) De basissen van alle drie fasen moeten frontaal en achteraan in lijn zijn—dat wil zeggen, de gedreven en drijvende palen van elke fase moeten respectievelijk in hetzelfde verticale vlak liggen—om ervoor te zorgen dat de horizontale koppelstangen in hetzelfde vlak blijven.

(3) De basissen van alle drie fasen moeten links en rechts parallel zijn om de juiste coördinatie van de lengtes van de horizontale koppelstangen te waarborgen.

(4) De porseleinen isolatoren van alle drie fasen moeten volmaakt verticaal zijn—om de horizontale koppelstangen in hetzelfde vlak te houden en goede uitlijning van de contactoppervlakken te waarborgen.

(5) De uitvoerschacht van het bedieningsmechanisme moet coaxiaal zijn met de bedieningsas van de bediende fase—om de benodigde bedieningstoren te minimaliseren.

2.2 Installatievereisten voor individuele componenten

(1) Isolerende delen—moeten intact zijn en aan de specificaties voldoen.
(2) Draaiende (overdracht) delen—moeten gesmeerd, flexibel en vrij van binding zijn; indien niet, MoS₂ of vergelijkbare smeerolie toepassen.
(3) Vaste delen—moeten stevig vastzitten zonder losse verbindingen.

2.3 Voorzorgsmaatregelen tijdens de installatie

(1) Nominale stroom moet voldoen aan de ontwerpeisen.
(2) Installatierichting van de aardingschakelaar moet aan de eisen voldoen. Bij eenzijdige aarding kan deze links of rechts worden aangesloten; meestal bevindt de aardingschakelaar zich aan de schakelaarkant.
(3) Openrichting van de isolatieschakelaar moet aan de eisen voldoen. Wanneer men naar het bedieningsmechanisme kijkt, moet de openrichting van de isolatieschakelaar in lijn zijn met de blikrichting van de waarnemer.
(4) Links en rechts contactposities moeten correct worden geïnstalleerd: het linkerkontakt (vingerkontaktzijde) wordt aan de zijde van de drijvende paal gemonteerd, en het rechterkontakt (kontaktkopsijde) aan de zijde van de gedreven paal.
(5) Het hoofdbladbedieningsmechanisme wordt meestal onder de fase A bedieningsas geïnstalleerd.
(6) Faseafstand: minstens 2 m voor 110 kV, en minstens 1,2 m voor 35 kV.

3.Inbedrijnstelling van de isolatieschakelaar

3.1 Essentie van de inbedrijfstelling
De essentie van de inbedrijfstelling is, op basis van correcte en redelijke installatie, het aanpassen van alle mechanische afmetingen en hoeken om aan de standaardvereisten te voldoen.

3.2 Inbedrijstellingsprocedure (van onder naar boven)

3.2.1 Aanpassing van de basis

(1) Pas de vlakheid van de basis aan.

(2) De lengte en hoek van Krukas 1 (verbonden met de horizontale koppeling) en Krukas 2 (verbonden met de kruiskoppeling) moeten over alle drie fasen consistent zijn. Krukas 3 (verbonden met de hoofdverklikker) varieert per fabrikant: sommige monteren deze op de basisschacht (zie Figuur 1); anderen vereisen ter plaatse lassen op de horizontale koppeling. Als de productdocumentatie aanpassingsinstructies geeft, volg deze dan; anders pas zo aan dat na het verbinden van het mechanisme met de schakelaar, de openings-/sluitingshoeken en synchronisatie juist zijn. (Als Krukas 1 en 2 gelast zijn aan de schacht, zijn hun hoek en lengte niet aanpasbaar.)

(3) Pas de positioneringschroef aan zodat de tussenruimte tussen deze en de positioneringsstopplaat 1–3 mm bedraagt.

3.2.2 Aanpassing van porseleinen isolatoren

Aanpassing kan worden gedaan met behulp van intermediaire platen, maar let op dat de dikte van de toegevoegde intermediaire platen op één locatie niet meer dan 3 mm mag bedragen, en alle toegevoegde intermediaire platen op dezelfde locatie moeten worden gelast.

(1) De vertikaliteit van de porseleinen isolatoren moet aan de eisen voldoen.
(2) De hoogtes van de twee porseleinen isolatoren op één paal moeten identiek zijn.

3.2.3 Aanpassing van geleidende contacten
Maak de bouten op de terminalblok los die de geleidende staaf vastzetten, draai of verschuif vervolgens de geleidende staaf om een juiste uitlijning te bereiken.

(1) De twee geleidende staven (links en rechts) op één paal moeten uitgelijnd zijn—dat wil zeggen, hun hoogtes moeten consistent zijn, met een verticaal hoogteverschil van minder dan 5 mm, en ze moeten in een rechte horizontale lijn liggen, zoals getoond in Figuur 2.
(2) De lengtes van de linkse en rechtse geleidende staven over alle drie fasen moeten identiek zijn.
(3) De inschuifdiepte van de contactvingers in de contacten moet voor alle drie fasen hetzelfde zijn. Als de fabrikantenhandleiding een numerieke waarde specificeert, pas dan aan volgens die waarde; als er geen waarde wordt gegeven maar Figuur 3 wordt verstrekt, pas dan aan volgens Figuur 3; als er noch een numerieke waarde, noch Figuur 3 beschikbaar is, pas dan aan op basis van ervaring. Als de inschuif te ondiep is, zal het contactoppervlak na sluiten ontoereikend zijn; als het te diep is, kan de te grote inslagkracht bij sluiten de isolator beschadigen. Daarom moet na sluiten een speling (marge) van 4–6 mm worden gehandhaafd tussen de contactvingers en de contactbasis, en de inschuifdiepte van de contactvingers bij sluiten moet minstens 90% van de totale contactdiepte bedragen.

3.2.4 Aanpassing van de bedieningspaal

(1) Aanpassing van de open afstand:
Na het openen van de isolerende schakelaar moet de hoek tussen de geleidende staaf en de centraallijn van de basis binnen 90°–92° liggen. Als het moeilijk is de hoek nauwkeurig te meten, is een eenvoudige methode om een meetlint te gebruiken om te controleren of de linkse en rechtse geleidende staven parallel zijn aan beide uiteinden. Een verschil van ±10 mm tussen de afstanden aan beide uiteinden is acceptabel.

(2) Aanpassing tussen de bedieningspaal en het bedieningsmechanisme:
Plaats zowel de bedieningspaal als het mechanisme in de gesloten positie, verbind ze vervolgens (indien een flexibele verbinding wordt gebruikt). Als het een starre verbinding is, takt u het aansluitpunt eerst tijdelijk (voer alleen na het voltooien van alle aanpassingen volledige laswerkzaamheden uit). Voer één volledige open-sluitcyclus uit en observeer of de bedieningspaal de volledige open- of gesloten posities bereikt.

• Als de paal niet volledig sluit, pas dan de lengte van de kruiskoppeling aan: "verleng als de sluiting onvoldoende is; verkort als overgesloten is."

• Als de paal niet volledig opent, pas dan de lengte van de bedieningskrukas aan (d.w.z. Krukas 3 in Figuur 1): "verkort als de openhoek te klein is; verleng als te groot is."

Opmerking: "Verkorten voor onvoldoende opening" kan op twee manieren worden bereikt: door de lengte van de bedieningskrukas te vergroten of de ingesloten hoek te vergroten; omgekeerd kan "verlengen" worden gedaan door de hoek te verkleinen of de arm te verkorten.

Bovendien moet de hoekweg van de paal en het mechanisme consistent zijn. Dus bij het aanpassen van de bedieningskrukas moeten zowel de openhoek als de hoekweg van het mechanisme tegelijkertijd worden meegenomen.

• Als de paal het juiste open/gesloten positie heeft bereikt, maar het mechanisme niet, duidt dit erop dat de hoekweg (of hoek) van het mechanisme kleiner is dan die van de paal. In dit geval, vermindert u de benodigde hoekweg van de paal door de bedieningskrukas te verkorten.

• Omgekeerd, als het mechanisme de positie bereikt, maar de paal niet, verleng dan de bedieningskrukas.

3.2.5 Driepaalinterlock-aanpassing

Driepaalinterlock-aanpassing moet worden uitgevoerd onder de voorwaarde dat alle terminalplaten van de isolerende schakelaar blootgesteld zijn aan normale busbalkspanning. Anders zal heraanpassing nodig zijn nadat de busbalken zijn aangesloten.

Na correcte aanpassing van de bedieningspaal (bijvoorbeeld Fase A), plaats alle drie de palen in de gesloten positie, installeer de horizontale koppelstangen, en voer één volledige open-sluitcyclus uit. Observeer of de andere twee palen de juiste open/gesloten posities bereiken.

De standaard voor drie-polige synchronisatie is gebaseerd op gelijktijdig contact. Tijdens de afstelling, wanneer het contact van één pool net het contactvinger raakt, meet u de openingen tussen de contacten en contactvingers van de andere twee polen, en past u deze openingen aan door de lengte van de kruisasbesturingstangen te wijzigen.

Als na het bereiken van de synchronisatie de open/gesloten posities nog steeds niet volledig zijn bereikt, pas dan de "compromismethode" toe: neem het midden tussen de overreis- en onderreiswaarden en pas aan naar dit gemiddelde—terwijl u zorgt voor naleving van de door de fabrikant gespecificeerde synchronisatietolerantie.

Algemene scenario's (met als aannames dat Fase A de werkende pool is):

(1) Alle drie de polen zijn gesynchroniseerd, maar geen van hen bereikt de volledige open/gesloten positie → pas licht de lengte van de bedieningsarm aan.
(2) Alle drie de polen bereiken de juiste open/gesloten posities, maar zijn niet gesynchroniseerd → gebruik de compromismethode op de kruisasbesturingstangen om aan de synchronisatiestandaarden te voldoen.
(3) Fasen A en B zijn gesynchroniseerd, maar Fase C niet (hoewel ze allemaal correct werken) → pas de kruisasbesturingstaang van Fase C aan.
(4) Fasen B en C zijn gesynchroniseerd, maar Fase A niet → pas de kruisasbesturingstaang van Fase A aan.
(5) Fasen A en C zijn gesynchroniseerd, maar Fase B niet → pas de kruisasbesturingstaang van Fase B aan.

(6) Alle drie de polen zijn gesynchroniseerd, maar Fasen A en B bereiken de volledig gesloten/open positie niet → pas de horizontale asbesturingstaang tussen Fasen A en B aan om ze in de juiste positie te brengen, of pas de kruisasbesturingstaang van Fase C aan zodat de incomplete reis overeenkomt met die van Fasen A en B, en stel vervolgens de lengte van de bedieningsarm opnieuw in.

(7) Alle drie de polen zijn gesynchroniseerd, maar Fasen B en C bereiken de volledig gesloten/open positie niet → pas de horizontale asbesturingstaang tussen Fasen B en C aan, of pas de kruisasbesturingstaang van Fase A aan om de incomplete reis van Fasen B en C te evenaren, en stel vervolgens de lengte van de bedieningsarm opnieuw in.

(8) Alle drie de polen zijn gesynchroniseerd, maar Fasen A en C bereiken de volledig gesloten/open positie niet → pas zowel de AB- als BC-horizontale asbesturingstangen aan, of pas de kruisasbesturingstaang van Fase B aan om de incomplete reis van Fasen A en C te evenaren, en stel vervolgens de lengte van de bedieningsarm opnieuw in.

(9) Slechtste geval: alle drie de polen zijn zowel niet gesynchroniseerd als hebben een incomplete reis → pas uitgebreid de horizontale asbesturingen, kruisasbesturingen en de bedieningsarm aan met behulp van de compromismethode om aan de vereiste specificaties te voldoen.

Dus, het principe van de drie-polige interlockafstelling is: synchronisatie moet aan de specificaties voldoen, sluiten moet precies zijn, en openen moet de vereiste contactopening afstand bevredigen. In het algemeen, als er conflicten ontstaan tussen deze drie criteria, heeft de contactopening prioriteit, en kan een geringe opoffering van de openingsafstand aanvaardbaar zijn indien nodig.
(Opmerking: Voor kruis- en horizontale asbesturingstangen met tegenovergesteld gedraaide einden, probeer de blootgestelde draadlengtes aan beide zijden tijdens de afstelling gelijk te houden.)

3.2.6 Afstelling van de open/gesloten positie schroeven

Na het voltooien van de drie-polige interlockafstelling, verstrak de slotmoeren op de kruis- en horizontale asbesturingstangen. Pas vervolgens de ruimte tussen de open/gesloten positie schroeven en het stopplaatje aan tot 1–3 mm.

3.3 Inbedrijfstelling van de aardingsschakelaar

De inbedrijfstelling van de aardingsschakelaar wordt uitgevoerd nadat de hoofdisolatieschakelaar volledig is ingeschakeld. De methode is vergelijkbaar, maar de volgende punten vereisen aandacht:

(1) De horizontale asbesturingstangen van de aardingsschakelaar zijn meestal verbonden via buisklemmen. Daarom, bij het aandraaien van bouten, moet u kracht kruislings, symmetrisch, gelijkmatig en geleidelijk toepassen; anders kan er misaligning optreden tussen de aardinggeleider en het stationaire contact.

(2) Het contact tussen de aardinggeleider en het stationaire contact moet goed zijn. Ideaal gezien zou de geleider 3–10 mm moeten uitsteken boven het stationaire contact—hoewel specifieke waarden variëren per fabrikant en moeten worden gevolgd volgens de handleiding. In het algemeen, aangezien de horizontale asbesturing van de hoofdschakelaar is geïnstalleerd aan de aangedreven pooolkant, voor een intern-type aardingsschakelaar met rechterzijde aarding, mag de uitstekende lengte niet te groot zijn; anders kan de aardingblad niet sluiten wanneer de hoofdisolatieschakelaar open staat, wegens mechanische interferentie tussen de aardingstaangtip en de horizontale asbesturing van de hoofdschakelaar.

(3) In de open positie moet de aardinggeleider horizontaal blijven. Gebruik indien nodig een waterpas om ervoor te zorgen dat de vereiste isolatieafstand wordt gehandhaafd na het openen.

3.4 Mechanische interlockafstelling

Na de inbedrijfstelling van zowel de isolatieschakelaar als de aardingsschakelaar, pas de mechanische interlock af—dit markeert het voltooien van de inbedrijfstelling van de hele isolatieschakelaargroep.

Pas de relatieve positie van de sectorschijf en de boogvormige plaat op de basis aan zodat:

• Wanneer de isolatieschakelaar gesloten is, de aardingsschakelaar niet gesloten kan worden;

• Wanneer de aardingsschakelaar gesloten is, de isolatieschakelaar niet gesloten kan worden.

3.5 Inbedrijfstelling van de handbedieningsmechanisme

Het handbedieningsmechanisme wordt tegelijk met het hoofdlichaam afgesteld. Tijdens de afstelling, controleer ook:

(1) Vlotte rotatie van het mechanisme—de bedieningskracht op de handgreep mag 1 kgf niet overschrijden.
(2) Correcte schakeling van de hulpcontacten—de norm is dat de hulpcontacten betrouwbaar werken bij ongeveer 4/5 van de reis naar de limietpositie tijdens de beweging van het mechanisme.

3.6 Inbedrijfstelling van het elektrische bedieningsmechanisme

De inbedrijfstelling van het elektrische mechanisme is complexer dan het manuele type. Belangrijke inspectiepunten omvatten:

(1) Alle componenten zijn intact.
(2) De bedrading is correct; voer enkele handmatige/elektrische en lokale/afstandsbedieningsoperaties uit om de juiste werking te bevestigen.
(3) Voordat u de stroom inschakelt voor een testoperatie, breng het mechanisme eerst in de middelste positie tussen open en gesloten, en voer dan de operatie uit.
(4) De draairichting van de motor moet overeenkomen met de vereiste open/gesloten richting van het hoofdlichaam.
(5) Zowel de elektrische als de mechanische eindschakelaars moeten correct afgesteld zijn en in lijn zijn met de eindopen/gesloten posities van het hoofdlichaam.

4. Conclusie

Omdat isolatieschakelaars al lang worden beschouwd als eenvoudige elektrische apparaten, komen er vaak operationele gebreken voor zoals mechanische binding en oververhitting in het geleidende circuit, wat vaak ongeplande storingen veroorzaakt en de betrouwbaarheid van de energievoorziening ernstig beïnvloedt.

Vertrouwd raken met de structuur, werkingsprincipes en installatie/inbedrijfstellingstechnieken van isolatieschakelaars kan effectief bijdragen aan het voorkomen van gedwongen storingen en onbetrouwbare operaties, de efficiëntie van het werk ter plaatse verbeteren en de tegenstelling oplossen tussen de onbetrouwbare prestaties van apparatuur en de hoge betrouwbaarheidsvereisten van moderne energie-systemen.