220 kV戶外型隔離開關電動操作失靈分析及預防措施

潘偉斌

摘 要：首先說明220 kV戶外型隔離開關的機械結構、作用及其電動控制原理，并闡述了導致電動操作失靈產生的自然條件和其它原因，再從“電氣原因”和“機械原因”兩方面對隔離開關的電動操作失靈進行原因分析和討論。最后提出了相對應的隔離開關的日常維護內容和預防措施。

關鍵詞：隔離開關 控制失靈 原因分析 預防

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0097-02

220 kV隔離開關在電力系統中廣泛應用，是重要的一次設備。其結構雖較為簡單，但戶外型隔離開關處于露天的自然環境中，長期受日曬雨淋，常常會出現故障問題。例如生銹、主刀口發熱、機構箱進水潮濕等。如果電氣設備發生故障，則需盡快拉開相應的隔離開關以隔離故障設備。快速的操作有利于防止電網停電面積的進一步擴大和電網的持續穩定運行，給故障設備的搶修做好安全技術措施。因此，我們要提高隔離開關運行的可靠性，并分析可能會引起操作失敗的原因，當遇到操作失靈時可以快速處理。有針對性地做好日常巡視檢查和維護工作可以有效防止隔離開關電動操作失靈的發生。

1 220 kV隔離開關的作用和構造

220 kV隔離開關在結構上無滅弧裝置，但是有一個明顯的斷開口。它的作用就是當其他設備檢修的時，用隔離開關隔離有電與無電部分，造成一個明顯的斷開點，使得檢修設備與電力系統完全隔離，保證工作人員人身和設備的安全。開關和隔離開關互相配合，進行倒閘操作，以改變運行方式；以及可以用其來分合一些無故障的低負荷小電流的電路等。

220 kV隔離開關的基本構造包含有導電主刀、絕緣子、傳動垂直桿、底座、操作機構等。機構箱內安裝有一個可以通過電氣控制正反轉的電機，利用電機的轉動帶動垂直傳動桿和各相間的連桿，以驅動旋轉絕緣子，就可使得隔離開關的導電主刀進行分合閘。

2 電動操作控制原理

220 kV隔離開關的電路是由一個控制回路和一個電機回路組成。在控制回路中，可以通過實現隔離開關“遠方”的匯控箱和“就地”的機構箱的分合閘操作。合閘按鈕、分閘按鈕可控制機構箱里的“合閘”接觸器和“分閘”接觸器來控制電機的正反轉，再通過傳動垂直桿、旋轉絕緣子而實現隔離開關主刀口的分合閘。當隔離開關分合閘到位時限位開關就會動作，切斷控制回路，接觸器返回，電機停止轉動。

機構箱里使用的是三相交流電機，在電機回路中接觸器的動作決定電動機的轉動的方向，使得隔離開關“合閘”和“分閘”。并設有電機保護繼電器對交流電機進行保護。當電機負荷超載時，保護繼電器觸點就會斷開控制回路和電機回路。

3 電動操作失靈的原因分析

由于戶外型隔離開關是安裝在露天的環境下，長期受到風吹雨打，加上廣東地區酸雨較多，所以很容易就會造成一些零部件生銹，卡死及失靈等現象。例如傳動部分生銹不能轉動；電動機構箱的密封不嚴漏水潮濕造成電氣回路絕緣下降失靈等問題。很容易導致隔離開關電動操作失靈，阻礙值班員電氣操作的順利完成。

當隔離開關拉不開時，不能硬拉，特別是母線側刀閘。應先查明操作步驟是否正確，再檢查設備。機構是否銹蝕卡死，動、靜觸頭熔焊變形移位及瓷件破裂，斷裂，電動操作機構，電機失電或機構損壞或閉鎖失靈等原因。在未查清原因前不能強行操作，否則可能會引起嚴重事故，此時應匯報調度，改變運行方式來加以處理。

3.1 電動操作失靈的電氣原因

當隔離開關電動控制失靈時，運行人員進行排查原因時應按“從簡到難”，從“常見到不常見”的原因順序進行查找，有助于我們可以較快地排除故障。首先檢查控制電源和電機電源的空氣開關是否在合上位置，電機過負荷保護繼電器有無動作，并用萬用表測量其電源電壓是否正常等。

（1）五防電氣閉鎖的原因。

220 kV隔離開關的分合閘操作受到電氣五防閉鎖的制約。當操作不成功的時候，首先要檢查當前的操作步驟是否正確，如正確，則檢查與之相關的開關、接地刀閘和隔離開關是否處在正確的位置，并檢查其輔助開關位置正確。

（2）控制回路的原因。

由于控制回路中串接了“遠方” “就地”切換把手、接觸器及其接點、限位開關、電機過負荷保護繼電器、手動操作位置開關等，任何一個元件的損壞都可以造成控制回路斷線，使得隔離開關電動控制失靈。在運行經驗中，限位開關出現故障和電機過負荷保護繼電器動作切斷控制回路的頻率最高。

檢查控制回路前，要確保先退出電機電源，以防隔離開關誤分合。按分控制回路上的元件逐個進行檢查并測量其電壓是否正常。檢查“合閘”交流接觸器和“分閘”交流接觸器是否動作，有無卡死，檢查隔離開關的限位開關位置，手動操作位置開關等。

（3）電機回路的原因。

在電機回路中串接有手動操作位置開關、接觸器接點、電機過負荷保護繼電器接點還有電動機本體。隔離開關的控制回路和電機回路圖。由于機械機構生銹阻力增大的原因，電機保護繼電器保護經常動作，切斷電機回路，我們則需要按復歸按鈕。如回路中的元件都正常，可用萬用表的電阻檔檢查電機各相對地和相間的絕緣是否正常，電機燒壞時常發生。

3.2 電動操作失靈的機械原因

（1）機械五防生銹卡陰礙的原因。

由于有很多的隔離開關的與接地刀閘是同一底座，它們之間裝有一個機械式閉鎖裝置，長期的雨水腐蝕可能使得機械閉鎖生銹失靈，阻礙了隔離開關的分合。例如北京ABB廠家SSBII（-AM）-72.5型號隔離開關與接地刀閘之間的機械式閉鎖裝置。通過兩個缺口的圓盤和一根可以兩邊移動的鐵棒進行互相閉鎖。當鐵棒生銹卡死后，不能左向移動，就阻礙了隔離開關的正常分合閘。

（2）傳動桿螺絲不能鎖死旋轉滑動的原因。

從機構箱到導電體主刀口之間的動力傳輸要經過垂直傳動桿、各相間的連桿和動旋轉絕緣子等元件的傳動。各元件間的連接是利用螺絲堅固。當螺絲松動或某一部位生銹阻力增大時，就有可能在某一傳動部位的連桿處發生滑動的現象。從而不能帶動三相或某一相的主刀口的分合閘。

4 預防措施

現在變電站通過綜自改造更換新的隔離開關都是名牌產品（例如西門子、ABB等），都有很高的可靠性，更有些廠家的產品承諾在正常條件下5年內或是操作1000次以內是免維護的。但是為了保證各電氣設備和電網的安全持續穩定運行，隔離開關日常的巡視和維護工作必不可少。

在日常維護中，我們要利用有效的方法全面檢查隔離開關每個部件，并對其進行狀態評估。確保隔離開關能夠在帶電情況下正常健康運行。

（1）機構箱和匯控箱要密封，嚴防灰塵和下雨天時雨水的進入。制定周期計劃對其進行定期的檢查和清潔，如發現有進水或灰塵較多，要立即進行處理。

（2）機構箱和匯控箱的自動加熱器要處于開啟的狀態，濕度和溫度調整在運行規程規定的范圍值之內，并且運行正常。以防止因箱內潮濕而造成電氣回路的絕緣下降和金屬機械構件的生銹。

（3）定期檢查隔離開關的垂直傳動桿和各相之間連桿的所有螺絲是否緊固，有無生銹現象。各傳動桿上的鐵銷釘有無脫落現象。檢查位置標識有無發生相對位移現象。

（4）檢查機械五防聯鎖和各個運動的零件。并使用潤滑油來潤滑連桿的主要軸承和相對運動的連接處。

（5）檢查二次電纜和二次接線是否有斷線和松動的現象。

5 結語

220 kV戶外型的隔離開關廣泛應用于各個變電站中。雖然隔離開關相對于其他電氣設備結構較為簡單，但是其數量較多。且在實際運行經驗可知中，隔離開關電動操作失靈的概率較高。該文首先說明隔離開關的結構及其電動控制原理，再從“電氣原因”和“機械原因”兩方面來對隔離開關電動操作失靈的問題進行展開分析討論。并提出了相關的日常維護內容和預防措施。以上內容希望可以對運行人員關于隔離開關的維護工作提供幫助和參考的作用，一起交流學習。

參考文獻

[1] 劉增良.電氣設備及運行維護[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 郭建文.變電運行及設備管理技術問答[M].北京：中國電力出版社，2005.endprint