高壓交流隔離開關常見故障及治理

21ic智能電網：隔離開關在電力系統中起著隔離電源、改變系統運行方式、分合小負荷電流、進行倒閘操作等重要作用。由于其操作原理和結構較簡單，通常沒有嚴格的大修周期規(guī)定，按慣例一般隨主設備大修而進行。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備由定期檢修制向狀態(tài)檢修制的逐步過渡，主設備的大修周期在逐漸延長，因而運行中的戶外式隔離開關出現的問題大幅上升，直接影響系統的供電可靠性和安全性。本文就交流隔離開關一些故障問題進行了分析，并結合問題提出解決辦法。

1.高壓交流隔離開關的技術要求

在電網中，高壓交流隔離開關用來合、分無負荷的電路及電氣設備，其功能主要包括實現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)定短時間內的異常(故障)電流，而在分閘狀態(tài)時觸頭間有符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開點，使負荷側電力設備與電源安全隔離。對隔離開關的功能要求相對較少，所以其結構相對比較簡單，沒有滅弧裝置，不能用來接通和斷開負荷電流。高壓交流隔離開關是戶外式結構，絕大多數處在比較惡劣的戶外條件下運行，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，產品設計和制造應充分考慮這個因素，以保證在雨、風、冰、雪、灰塵、嚴寒和酷熱等條件下均能可靠地工作。

2.隔離開關常見的故障

隔離開關運行中常見的故障類型有以下幾種：瓷瓶斷裂故障、機構問題、導電回路發(fā)熱。在系統運行中，隔離開關有比較多的缺陷和故障，涉及到多方面的問題?？梢詺w納為機構問題，包括操作卡澀以及合分閘不到位、銹蝕、進水受潮、潤滑干澀、機構卡澀、輔助開關失靈等，這些缺陷不同程度上導致開關合分閘不正常，拒動和合分閘不到位;其次是導電系統接觸不良使得導電回路發(fā)熱異常，其原因是開關觸頭彈簧失效使接觸不良或者是合閘不到位，還有導電回路松動、開裂等，還有的是導電回路結構不良的問題;對安全運行威脅最大的是瓷瓶斷裂故障，影響最為嚴重。

2.1瓷瓶斷裂故障

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

絕緣子斷裂與電瓷廠產品質量有關，也與隔離開關整體質量有關，絕緣子澆制不均等問題，此外還有水泥膠裝的問題。另外質檢手段不嚴也給運行留下隱患，有缺陷和有隱患的絕緣子沒有被檢測出來，被組裝成產品后，對安全運行構成極大的威脅。

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

對瓷絕緣子斷裂問題，必須要綜合進行治理，首先從源頭上抓起，絕緣子制造廠要嚴格工藝，穩(wěn)定生產過程，每個絕緣子都應經過認真檢驗，保證合格品才能出廠，隔離開關制造廠要把好外購件關，加強檢驗，提高隔離開關整體質量。對同型號隔離開關在手動操作時比較其操作力矩，如出現操作困難，切忌強行進行操作。更好的方法是要開展隔離開關支柱瓷瓶缺陷檢測新技術的試點和推廣，進一步研究開發(fā)瓷瓶缺陷在線監(jiān)測工作。建議在小修或大修檢查時，應適當增加空載機械操作次數，以提高瓷瓶缺陷在停電操作中暴露的概率，有的檢修時只操2～3次，實在太少了。

2.2機構問題

機構問題表現為拒動或分合閘不到位，往往在倒閘操作時發(fā)生。很多情況下故障不會擴大，現場可以進行臨時檢修和處理，當然會耽誤停送電時間。發(fā)生問題的以老舊的GW4、GW7型開關居多，還有GW6隔離開關曾發(fā)生合閘后自動分閘故障(主要是平衡彈簧材質和工藝不良，甚至在運行中平衡彈簧銹斷);GW10、GW11產品曾發(fā)生閘刀三相拐臂的角度調整不對，機構輸出軸法蘭角度調整不到位，扇型齒輪爆齒，導致萬向節(jié)法蘭與機構法蘭連接螺絲被切斷、機構的限位開關鑄鐵件被打斷、分合閘不到位等故障。

隔離開關在出廠時或安裝后剛投產時，合分閘操作還比較正常。但過不了多久，有的在一、二年后，就會出現各種各樣問題。有的因機構進水，操作時轉不動，有的會發(fā)生操作時連桿扭彎，甚至轉動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?？傊?，由于機構卡澀問題會引起各種故障。

操作失靈首先是機械傳動問題，早期使用的機構箱容易進水、凝露和受潮，轉動軸承防水性能差，又無法添加潤滑油，長期不操作，機構卡澀，軸承銹死，強行操作往往導致部件損壞變形。另外，產品的傳動結構設計不合理，操作阻力大也是重要原因。有些產品導電桿合閘限位與電動機配合不當，操作中造成渦輪開裂。有的GW4型隔離開關的閘刀機構傳動主軸與垂直傳動軸連結，采用半圓柱吻合結構，在電動操作時由于半圓柱變形發(fā)生相對位移，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。此外還有輔助開關問題，包括切換不到位或接點接觸不良，導致電動操作失靈，這類問題，在設計制造階段要進行認真的分析和試驗研究，并且負責地做好每一臺開關的出廠試驗，決不能把缺陷遺留到運行現場。

隔離開關機構箱進水以及軸承部位進水現象很普遍。金屬零部件的銹蝕問題也十分嚴重，包括外殼、連桿、軸銷、彈簧等。曾發(fā)現有的GW6開關的中間機構箱上的防雨罩竟會銹蝕到不能碰的情況。操作機構箱外殼也會嚴重銹蝕。加之潤滑措施不當，導致機械傳動失靈，導電接觸系統造成接觸不良。改進措施如機構箱改用不銹鋼材料，對觸頭系統采用干潤滑工藝，對轉動部位做到全密封防水，以實現終生免維護。

2.3 導電回路發(fā)熱

2.3.1 隔離開關發(fā)熱原因及特點

①運行年數長，設備趨于老化，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，夾力不夠導致部分觸指與動觸頭不接觸，使觸指與動觸頭接觸面減少，動靜觸頭存在污垢，還有是長期運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而造成。②合閘不到位或剪刀式鉗夾結構夾緊不良。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迎峰度夏負荷較大時發(fā)熱頻繁。④常年處于穩(wěn)定大負荷狀態(tài)。