隔離開關(guān)合閘不到位原因分析及處理

潘益?zhèn)ィ?歡，陳 亮，陳宜斌

(國網(wǎng)浙江省電力公司溫州供電公司，浙江 溫州 325000)

隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中重要的組成元件之一，可實(shí)現(xiàn)高壓線路在無負(fù)荷情況下的切換及對處于檢修狀態(tài)的高壓母線、斷路器等的電氣隔離。近年來，隔離開關(guān)故障曾引發(fā)多起事故，嚴(yán)重的甚至引起大面積停電。因此，對隔離開關(guān)進(jìn)行合理的檢修維護(hù)管理，已成為隔離開關(guān)安全運(yùn)行的重要保障。

1 GW10-550DW 型隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)及動作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

GW10-550DW 型隔離開關(guān)采用單柱垂直伸縮式結(jié)構(gòu)，其組成部分包括底座、支柱絕緣子、導(dǎo)電部分、接地開關(guān)及操動機(jī)構(gòu)。

1.1.1 底座

該型隔離開關(guān)底座由彎曲鋼板裝配而成。底座上有1 個固定支座和1 個轉(zhuǎn)動支座，固定支座固定支持瓷瓶，轉(zhuǎn)動支座轉(zhuǎn)動操作瓷瓶。底座上設(shè)有隔離開關(guān)和接地開關(guān)的傳動連桿，以及與現(xiàn)場基礎(chǔ)固定的調(diào)節(jié)螺栓。

1.1.2 支柱絕緣子

支柱絕緣子每相分為2 柱，分別支持絕緣子和操作絕緣子。每柱由3 節(jié)實(shí)心棒形支柱絕緣子疊裝而成，下端固定在底座的支座上。

1.1.3 導(dǎo)電部分

導(dǎo)電部分由導(dǎo)電閘刀、靜觸頭和均壓環(huán)等裝配而成。導(dǎo)電閘刀由導(dǎo)電桿、齒輪、平衡彈簧等組成。其中，導(dǎo)電桿由鋁合金圓管制成，為了防止高壓下感應(yīng)產(chǎn)生電暈，沿其外緣裝設(shè)有多只均壓環(huán)。靜觸頭由導(dǎo)電桿、固定線夾、引弧桿、鋼芯鋁絞線、屏蔽罩組成。均壓環(huán)和屏蔽罩能有效地改善電場的分布情況。

1.1.4 接地開關(guān)

GW10-550DW 型隔離開關(guān)的接地開關(guān)為單桿分步動作式開關(guān)，是一個獨(dú)立的裝配單元。它通過杠桿連接到隔離開關(guān)本體底座上，可根據(jù)需要改變接地開關(guān)的布置，組合成不接地、單接地2 種形式。接地開關(guān)機(jī)構(gòu)輸出軸和隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)輸出軸之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖，能保證主分—地合、地分—主合的順序動作。

1.1.5 操動機(jī)構(gòu)

GW10-550DW 型隔離開關(guān)配用CJ6A 型電動操動機(jī)構(gòu)。

1.2 動作原理

隔離開關(guān)的動作可以分為折疊動作和夾緊動作2 步。

1.2.1 折疊動作

電動操動機(jī)構(gòu)由異步電動機(jī)驅(qū)動，通過機(jī)械減速裝置將旋轉(zhuǎn)力矩傳遞給機(jī)構(gòu)主軸，借助連接鋼管傳給隔離開關(guān)，再通過操作杠桿帶動中間操作絕緣子旋轉(zhuǎn)180°。中間操作絕緣子通過連桿帶動固定在中間支柱絕緣子上的導(dǎo)電閘刀，使導(dǎo)電閘刀上下垂直伸縮。當(dāng)導(dǎo)電閘刀向上伸時，動觸頭上觸片夾緊靜觸頭為合閘；當(dāng)導(dǎo)電閘刀向下彎曲時，動觸頭上觸片與靜觸頭分開為分閘。

1.2.2 夾緊動作

隔離開關(guān)在合閘過程中，在接近合閘位置時，滾輪開始與齒輪箱斜面接觸，并沿著斜面運(yùn)動；拉桿(與滾輪相連)克服彈力向前推移，帶動動觸頭做夾緊動作。當(dāng)動觸頭夾住靜觸頭桿時，滾輪繼續(xù)沿斜面向前運(yùn)動，直至合閘到位。

2 故障過程和原因分析

2.1 故障過程

2013年某日，某變電站1 號主變50111 隔離開關(guān)B 相在復(fù)役過程中發(fā)生合閘不到位故障。該隔離開關(guān)為某廠家2007年的產(chǎn)品，型號為GW10-550DW。其故障過程如下：在合閘過程中，隔離開關(guān)下導(dǎo)電臂動作到位，上導(dǎo)電臂向一側(cè)滑動且未做夾緊動作。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，操作機(jī)構(gòu)指示到位、底架輸出拐臂及導(dǎo)電輸出拐臂的動作角度正常。

2.2 原因分析

因設(shè)備生產(chǎn)廠家無備品，而設(shè)備需盡快復(fù)役，只能根據(jù)其動作軌跡和隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)作出初步判斷：下導(dǎo)電臂無異常，故障原因可能是在上導(dǎo)電臂內(nèi)拉桿存在卡澀。在滾輪沿著斜面動作時，因拉桿卡澀無法帶動動觸頭做夾緊動作，在下導(dǎo)電臂動作到位的情況下，只能帶動上導(dǎo)電臂滑向一側(cè)。

內(nèi)拉桿可能的卡澀位置如圖1、圖2 所示。

圖1 內(nèi)拉桿與聯(lián)軸節(jié)軸套配合處卡澀

圖2 內(nèi)拉桿與軸套卡澀

根據(jù)初步判斷，工作人員對該隔離開關(guān)進(jìn)行停電檢查。檢查發(fā)現(xiàn)：1 號主變50111 閘刀B 相上導(dǎo)電臂內(nèi)拉桿與軸套部位出現(xiàn)卡澀(如圖3 所示)，導(dǎo)致上導(dǎo)電臂內(nèi)拉桿滾輪無法爬坡，合閘不到位。故障實(shí)際原因與初步判斷吻合。

圖3 內(nèi)拉桿與軸套部位卡澀

經(jīng)分析，引起內(nèi)拉桿卡澀的主要原因如下。

(1)材質(zhì)問題。GW10-550DW 型隔離開關(guān)安裝在戶外，長期運(yùn)行后容易發(fā)生零部件氧化、潤滑脂干燥及流失等情況，易導(dǎo)致卡澀。

(2)傳動部位問題。導(dǎo)電閘刀上傳動環(huán)節(jié)多，部分軸銷和軸套暴露在外，容易與空氣中的水分接觸，操作過程中磨損嚴(yán)重，受潮后產(chǎn)生銹蝕，導(dǎo)致傳動部位出現(xiàn)卡澀。

(3)缺少必要的檢修維護(hù)。自投運(yùn)后，1 號主變50111 閘刀因設(shè)備長期處于運(yùn)行狀態(tài)，且該隔離開關(guān)為母線側(cè)隔離開關(guān)，故從未停運(yùn)500 kV 母線對其進(jìn)行檢修。

3 故障處理及建議

3.1 故障處理

(1)設(shè)備停役后，對內(nèi)拉桿與聯(lián)軸節(jié)軸套配合處進(jìn)行細(xì)砂紙打磨清洗和潤滑處理，添加二硫化鉬鋰基潤滑脂并安裝防雨設(shè)施。

(2)在B 相閘刀上導(dǎo)電臂與下導(dǎo)電臂連接處轉(zhuǎn)動部位加注潤滑油，對其他2 相也做潤滑處理。

(3)經(jīng)打磨清洗和潤滑處理后，對該閘刀重新進(jìn)行調(diào)整，使其符合運(yùn)行要求。

3.2 建議

(1)由于目前該型號的隔離開關(guān)已停產(chǎn)，本次停電檢修是在無備品的情況下進(jìn)行的，存在停運(yùn)500 kV 母線的風(fēng)險。如果預(yù)判失誤或者配件損壞需要更換，則需重新調(diào)整運(yùn)行方式，此時有可能會導(dǎo)致其他問題的產(chǎn)生。因此，建議在某些產(chǎn)品停產(chǎn)時，及時做好備品的儲備工作。

(2)將此型號的隔離開關(guān)列入狀態(tài)檢修。該型號隔離開關(guān)的內(nèi)拉桿需做重點(diǎn)維護(hù)，當(dāng)同型號隔離開關(guān)處于停電狀態(tài)時，應(yīng)做好維護(hù)工作，必要時進(jìn)行完善化大修。

(3)“逢停必維”。結(jié)合設(shè)備停役機(jī)會適當(dāng)延長停役時間，做好隔離開關(guān)的維護(hù)工作。特別是要加強(qiáng)母線側(cè)隔離開關(guān)維護(hù)工作，因?yàn)槟妇€停運(yùn)機(jī)會較少，其檢修維護(hù)機(jī)會也相對較少。建議母線側(cè)隔離開關(guān)采用質(zhì)量相對優(yōu)良的產(chǎn)品，以防故障時導(dǎo)致大面積停電事故。

4 結(jié)束語

加強(qiáng)對隔離開關(guān)的檢修管理，需從設(shè)備的正確選型入手，選擇質(zhì)量優(yōu)良、設(shè)計合理的產(chǎn)品。在進(jìn)行高電壓等級或者重要變電站設(shè)備選型時，選擇質(zhì)量優(yōu)良且實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)充足的隔離開關(guān)，以減少故障率及停電影響范圍。充分利用好每次停電機(jī)會，做到“逢停必維”，以此來提高設(shè)備的可用系數(shù)和安全可靠性，保證企業(yè)的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)效益。

1 尹朝忠，周躍宇．220 kV GW10/GW11 型隔離開關(guān)故 障分析及改進(jìn)措施[J]．內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2008(5).

2 王永寧，趙炳泉．單柱單臂垂直伸縮式隔離開關(guān)分合不 到位故障分析[J]．天津電力技術(shù)，2010(3).