高壓交流隔離開關(guān)常見故障及治理

21ic智能電網(wǎng)：隔離開關(guān)在電力系統(tǒng)中起著隔離電源、改變系統(tǒng)運(yùn)行方式、分合小負(fù)荷電流、進(jìn)行倒閘操作等重要作用。由于其操作原理和結(jié)構(gòu)較簡單，通常沒有嚴(yán)格的大修周期規(guī)定，按慣例一般隨主設(shè)備大修而進(jìn)行。但隨著近幾年斷路器的無油化改造、無人值班變電站改造及變電設(shè)備由定期檢修制向狀態(tài)檢修制的逐步過渡，主設(shè)備的大修周期在逐漸延長，因而運(yùn)行中的戶外式隔離開關(guān)出現(xiàn)的問題大幅上升，直接影響系統(tǒng)的供電可靠性和安全性。本文就交流隔離開關(guān)一些故障問題進(jìn)行了分析，并結(jié)合問題提出解決辦法。

1.高壓交流隔離開關(guān)的技術(shù)要求

在電網(wǎng)中，高壓交流隔離開關(guān)用來合、分無負(fù)荷的電路及電氣設(shè)備，其功能主要包括實(shí)現(xiàn)輸送電力和安全隔離的作用，即在合閘狀態(tài)能可靠地通過正常工作電流和規(guī)定短時(shí)間內(nèi)的異常(故障)電流，而在分閘狀態(tài)時(shí)觸頭間有符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開點(diǎn)，使負(fù)荷側(cè)電力設(shè)備與電源安全隔離。對(duì)隔離開關(guān)的功能要求相對(duì)較少，所以其結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單，沒有滅弧裝置，不能用來接通和斷開負(fù)荷電流。高壓交流隔離開關(guān)是戶外式結(jié)構(gòu)，絕大多數(shù)處在比較惡劣的戶外條件下運(yùn)行，直接暴露在大氣環(huán)境中工作，容易受到環(huán)境和氣候條件的影響，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造應(yīng)充分考慮這個(gè)因素，以保證在雨、風(fēng)、冰、雪、灰塵、嚴(yán)寒和酷熱等條件下均能可靠地工作。

2.隔離開關(guān)常見的故障

隔離開關(guān)運(yùn)行中常見的故障類型有以下幾種：瓷瓶斷裂故障、機(jī)構(gòu)問題、導(dǎo)電回路發(fā)熱。在系統(tǒng)運(yùn)行中，隔離開關(guān)有比較多的缺陷和故障，涉及到多方面的問題?？梢詺w納為機(jī)構(gòu)問題，包括操作卡澀以及合分閘不到位、銹蝕、進(jìn)水受潮、潤滑干澀、機(jī)構(gòu)卡澀、輔助開關(guān)失靈等，這些缺陷不同程度上導(dǎo)致開關(guān)合分閘不正常，拒動(dòng)和合分閘不到位;其次是導(dǎo)電系統(tǒng)接觸不良使得導(dǎo)電回路發(fā)熱異常，其原因是開關(guān)觸頭彈簧失效使接觸不良或者是合閘不到位，還有導(dǎo)電回路松動(dòng)、開裂等，還有的是導(dǎo)電回路結(jié)構(gòu)不良的問題;對(duì)安全運(yùn)行威脅最大的是瓷瓶斷裂故障，影響最為嚴(yán)重。

2.1瓷瓶斷裂故障

發(fā)生這種故障的隔離開關(guān)尤以220kV等級(jí)為多，有的發(fā)展成重大事故，所以影響極大，支柱絕緣子和旋轉(zhuǎn)瓷瓶斷裂問題歷年來都有發(fā)生，有的是運(yùn)行多年的老產(chǎn)品，也有是剛投運(yùn)才一年多的新產(chǎn)品。

絕緣子斷裂與電瓷廠產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)，也與隔離開關(guān)整體質(zhì)量有關(guān)，絕緣子澆制不均等問題，此外還有水泥膠裝的問題。另外質(zhì)檢手段不嚴(yán)也給運(yùn)行留下隱患，有缺陷和有隱患的絕緣子沒有被檢測(cè)出來，被組裝成產(chǎn)品后，對(duì)安全運(yùn)行構(gòu)成極大的威脅。

除了支持絕緣子外，旋轉(zhuǎn)絕緣子斷裂故障也時(shí)有發(fā)生，旋轉(zhuǎn)絕緣子操作時(shí)主要受扭力作用，瓷瓶斷裂事故至今仍不能有效的予以防止。

對(duì)瓷絕緣子斷裂問題，必須要綜合進(jìn)行治理，首先從源頭上抓起，絕緣子制造廠要嚴(yán)格工藝，穩(wěn)定生產(chǎn)過程，每個(gè)絕緣子都應(yīng)經(jīng)過認(rèn)真檢驗(yàn)，保證合格品才能出廠，隔離開關(guān)制造廠要把好外購件關(guān)，加強(qiáng)檢驗(yàn)，提高隔離開關(guān)整體質(zhì)量。對(duì)同型號(hào)隔離開關(guān)在手動(dòng)操作時(shí)比較其操作力矩，如出現(xiàn)操作困難，切忌強(qiáng)行進(jìn)行操作。更好的方法是要開展隔離開關(guān)支柱瓷瓶缺陷檢測(cè)新技術(shù)的試點(diǎn)和推廣，進(jìn)一步研究開發(fā)瓷瓶缺陷在線監(jiān)測(cè)工作。建議在小修或大修檢查時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加空載機(jī)械操作次數(shù)，以提高瓷瓶缺陷在停電操作中暴露的概率，有的檢修時(shí)只操2～3次，實(shí)在太少了。

2.2機(jī)構(gòu)問題

機(jī)構(gòu)問題表現(xiàn)為拒動(dòng)或分合閘不到位，往往在倒閘操作時(shí)發(fā)生。很多情況下故障不會(huì)擴(kuò)大，現(xiàn)場可以進(jìn)行臨時(shí)檢修和處理，當(dāng)然會(huì)耽誤停送電時(shí)間。發(fā)生問題的以老舊的GW4、GW7型開關(guān)居多，還有GW6隔離開關(guān)曾發(fā)生合閘后自動(dòng)分閘故障(主要是平衡彈簧材質(zhì)和工藝不良，甚至在運(yùn)行中平衡彈簧銹斷);GW10、GW11產(chǎn)品曾發(fā)生閘刀三相拐臂的角度調(diào)整不對(duì)，機(jī)構(gòu)輸出軸法蘭角度調(diào)整不到位，扇型齒輪爆齒，導(dǎo)致萬向節(jié)法蘭與機(jī)構(gòu)法蘭連接螺絲被切斷、機(jī)構(gòu)的限位開關(guān)鑄鐵件被打斷、分合閘不到位等故障。

隔離開關(guān)在出廠時(shí)或安裝后剛投產(chǎn)時(shí)，合分閘操作還比較正常。但過不了多久，有的在一、二年后，就會(huì)出現(xiàn)各種各樣問題。有的因機(jī)構(gòu)進(jìn)水，操作時(shí)轉(zhuǎn)不動(dòng)，有的會(huì)發(fā)生操作時(shí)連桿扭彎，甚至轉(zhuǎn)動(dòng)瓷瓶與滑線軸間已擰成麻花，還有的在連桿焊接處斷裂而操作不動(dòng)。總之，由于機(jī)構(gòu)卡澀問題會(huì)引起各種故障。

操作失靈首先是機(jī)械傳動(dòng)問題，早期使用的機(jī)構(gòu)箱容易進(jìn)水、凝露和受潮，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承防水性能差，又無法添加潤滑油，長期不操作，機(jī)構(gòu)卡澀，軸承銹死，強(qiáng)行操作往往導(dǎo)致部件損壞變形。另外，產(chǎn)品的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，操作阻力大也是重要原因。有些產(chǎn)品導(dǎo)電桿合閘限位與電動(dòng)機(jī)配合不當(dāng)，操作中造成渦輪開裂。有的GW4型隔離開關(guān)的閘刀機(jī)構(gòu)傳動(dòng)主軸與垂直傳動(dòng)軸連結(jié)，采用半圓柱吻合結(jié)構(gòu)，在電動(dòng)操作時(shí)由于半圓柱變形發(fā)生相對(duì)位移，使合分閘不到位。還有由于接地刀銹蝕，使軸銷斷裂而無法操作。此外還有輔助開關(guān)問題，包括切換不到位或接點(diǎn)接觸不良，導(dǎo)致電動(dòng)操作失靈，這類問題，在設(shè)計(jì)制造階段要進(jìn)行認(rèn)真的分析和試驗(yàn)研究，并且負(fù)責(zé)地做好每一臺(tái)開關(guān)的出廠試驗(yàn)，決不能把缺陷遺留到運(yùn)行現(xiàn)場。

隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱進(jìn)水以及軸承部位進(jìn)水現(xiàn)象很普遍。金屬零部件的銹蝕問題也十分嚴(yán)重，包括外殼、連桿、軸銷、彈簧等。曾發(fā)現(xiàn)有的GW6開關(guān)的中間機(jī)構(gòu)箱上的防雨罩竟會(huì)銹蝕到不能碰的情況。操作機(jī)構(gòu)箱外殼也會(huì)嚴(yán)重銹蝕。加之潤滑措施不當(dāng)，導(dǎo)致機(jī)械傳動(dòng)失靈，導(dǎo)電接觸系統(tǒng)造成接觸不良。改進(jìn)措施如機(jī)構(gòu)箱改用不銹鋼材料，對(duì)觸頭系統(tǒng)采用干潤滑工藝，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部位做到全密封防水，以實(shí)現(xiàn)終生免維護(hù)。

2.3 導(dǎo)電回路發(fā)熱

2.3.1 隔離開關(guān)發(fā)熱原因及特點(diǎn)

①運(yùn)行年數(shù)長，設(shè)備趨于老化，靜觸指壓緊彈簧特性變壞，也可能是靜觸指單邊接觸， 觸頭夾緊彈簧松弛變形，夾力不夠?qū)е虏糠钟|指與動(dòng)觸頭不接觸，使觸指與動(dòng)觸頭接觸面減少，動(dòng)靜觸頭存在污垢，還有是長期運(yùn)行后材料易氧化銹蝕接觸電阻過大增加，觸指上有明顯的燒傷坑點(diǎn)而造成。②合閘不到位或剪刀式鉗夾結(jié)構(gòu)夾緊不良。合閘角度存在偏差，致使接觸面不夠，連接螺栓緊固不夠或過度致使螺栓斷裂。③迎峰度夏負(fù)荷較大時(shí)發(fā)熱頻繁。④常年處于穩(wěn)定大負(fù)荷狀態(tài)。