高壓隔離開關的故障處理

田斌　于輝　蔣坤

【摘 要】在國家大力發展堅強智能電網的背景下，提出做好高壓隔離開關故障處理工作的重要性。首先分析了高壓隔離開關的工作原理，然后在此基礎上，詳細分析了異常發熱、拒分拒合、瓷瓶斷裂、零件銹蝕等高壓隔離開關的常見故障，并結合實際工作經驗，分析了相應的高壓隔離開關故障處理措施，最后就高壓隔離開關故障檢測技術的發展提出了總結和展望。

【關鍵詞】高壓；隔離開關；故障；發熱；銹蝕

0.引言

2009年，國家電網公司提出建設“堅強智能電網”的戰略規劃，打造“運行可靠、網架堅強”的綠色、低碳、節能電網。高壓隔離開關是電力系統中重要的電氣設備，其現場運行條件相對惡劣，受到大氣污染、制造工藝、運行維護等因素的影響，故障率相對較高。因此，有必要做好高壓隔離開關的故障處理，提升對高壓隔離開關的運行維護水平。

1.高壓隔離開關工作原理分析

高壓隔離開關是電網中最基礎的開關電器之一，起到隔離電源、改變運行方式、通斷負荷電流、進行倒閘操作等作用，它通過操作機構來驅動本地刀閘，完成相應的分閘和合閘，以形成明顯的電路斷開點，能夠完成相應的接通和斷開操作。高壓隔離開關主要包括導電部分、操動機構、傳動機構、絕緣部分、支持底座等部分。

根據安裝地點的不同，可以分為屋內式（GN型）和屋外型（GW型），高壓隔離開關沒有專門的滅弧裝置，因此不具有開斷負荷電流和短路電流的功能，因此通常與高壓斷路器配合使用。

2.高壓隔離開關的常見故障及其處理措施

高壓隔離開關在電力系統中的使用頻率非常高，同時運行環境相對惡劣，面對制造工藝、氣候環境、運行維護等方面的影響，高壓隔離開關在運行中容易出現銹蝕、過熱、接觸不良、密封不佳、機械故障等問題。下文將對其中較為常見的幾種故障展開討論。

2.1異常發熱

雖然高壓系統對隔離開關的觸頭質量和制造工藝都有較高的要求，但高壓隔離開關的異常發熱問題仍不可避免。尤其是戶外型隔離開關，由于暴露在戶外，很多部件大多裸露，受到雨水沖刷很容易引起零部件生銹，如果此時出現隔離開關觸頭接觸不良、出線座銹蝕、各接線夾或螺栓連接部位松動等情況，由于長期通過電流可能導致異常發熱。一旦發現隔離開關出現異常發熱情況，必須立即向調度部門匯報，并根據實際情況進行處理，如果是雙母線接線方式中某一條母線的隔離開關出現發熱，可以將負荷全部倒閘到另一條母線，再進行故障處理，如果是單母線接線，應該立即進行負荷轉移，再進行故障處理，盡快安排定位具體的故障原因。

例如，某變電站的GW5型高壓隔離開關，在運行中開關接觸點部位經常出現打火現象，經過停電檢修，發現該系列的隔離開關觸頭為拉簧式，在運行中接觸面由于缺少有效的維護，而出現氧化情況，當通過接觸面的負荷電流過大時，就會出現打火現象，同時，每次打火時彈簧會出現退火，引起拉力降低，對隔離開關的運行造成極大影響。對此，變電站及時采取了有效措施，采用了螺絲固定等法緩解彈簧疲勞，并對該隔離開關保持嚴密監視。

2.2拒分拒合

高壓隔離開關的二次回路中連接的部件眾多，包括中斷器、熔接器、接觸器、輔助開關、熱繼電器等，還有很多機械元件，包括觸頭、觸指、彈簧等，這些部件在長期的使用中，都存在損壞或銹蝕的可能。高壓隔離開關拒分拒合的表現形式主要有：

①高壓隔離開關在合閘時不能制動，閘門的觸頭頂住觸指。②觸頭與觸指僅能夠單邊接觸，或傳動部件損壞，導致不能夠完全分合閘。③高壓隔離開關的電氣系統出現故障，如元件損壞、保險絲熔斷等。

導致高壓隔離開關出現故障的原因是多方面的，包括機構因素、電氣因素等。其中，機構因素包括隔離開關內部的連桿、拐臂等元件銹蝕，或是因長期的撞擊與摩擦，導致觸頭支架的強度不足，引起分合閘不到位。此時，應該針對相應的銹蝕部位進行潤滑，并更換不合格元件；電氣因素是指電動機故障、控制電源故障、保險絲斷裂等電氣故障，引發隔離開關分不能分合閘。由于系統內部各元器件結構復雜，因此應該做好日常的檢修和維護。

2.3瓷瓶斷裂

在高壓隔離開關的實際故障中，瓷瓶斷裂是危害性較大的一種故障，因瓷瓶斷裂可能導致短路，引發系統停電事故，嚴重時還可能損壞電氣設備和工作人員。在高壓隔離開關實際運行過程中，由于隔離開關的瓷瓶和法蘭是用水泥膠裝劑膠裝的，受到外界溫度變化影響時，水泥膠裝劑會產生膨脹應力，由于隔離開關的法蘭、膠裝劑、瓷瓶的膨脹系數和收縮系數各不相同，因此一旦溫度變化波動較大或操作頻繁時，可能引起瓷瓶破裂。

根據現場經驗實際分析，很多高壓隔離開關的瓷瓶破裂與膠裝質量不合格有關，在高壓隔離開關瓷瓶破裂事后的事故分析中，發現很多瓷瓶膠裝時，或沒有使用緩沖墊、或有斷裂的木楔殘留在內、或僅對法蘭口進行簡單膠裝而內部未進行必要的膠裝，這種情況下，會引起瓷瓶內部出現夾渣或夾層，隨著外界環境的變化引起裂紋，并逐步擴大最終引起事故。

針對上述問題，應該從兩個方面加強管理。首先，嚴格對瓷瓶膠裝質量的管理，膠裝不合格的瓷瓶應不予采用，對瓷柱涂抹專用的防護膠，提升其對溫度的適應能力，延長使用壽命。在運行中，還可以采用補強柱的方式來提升瓷瓶的強度，目前主要有50%和100%兩種強度的增強瓷柱，對于溫度變化劇烈或運行條件惡劣的高壓隔離開關，可以酌情采用。此外，做好瓷瓶的無損檢測，目前常用的檢測方式有超聲波檢測和TEV暫態電壓檢測等方法，能夠及時發現微小的瓷瓶裂縫，起到防患于未然的作用。

2.4零件銹蝕

受到周圍環境的影響，高壓隔離開關零件銹蝕不可避免。運行年數越長，開關設備趨于老化，加上雨雪沖刷、潮濕氣候的影響，隔離開關的零件出現生銹卡澀。同時，高壓隔離開關運行環境中灰塵較大，污垢堵塞和氧化作用也會引起零件銹蝕，導致隔離開關故障。

針對零件銹蝕故障，首先應該做好隔離開關的運行維護，定期對高壓隔離開關進行除塵除垢工作，對隔離開關的傳動部件涂抹潤滑油，某些容易銹蝕的元件涂抹防銹漆或二硫化鉬，定期更換腐蝕嚴重的零部件，母線因故停電檢修時，可以順便進行隔離開關的檢修和維護工作。其次，做好隔離開關的材料選型，選用導電性能較好的觸頭，刀閘固定螺栓使用不銹鋼材料，金屬件都應該使用熱鍍鋅工藝，尤其是某些濕度高、空氣鹽度高的特殊地區，應該適當縮短隔離開關的檢修周期。

3.結語

隨著我國堅強智能電網的建設過程不斷深入，對電網可靠性的要求日益增強，國家電網公司投入大量資金進入電力一次設備的技術研發和制造，在此背景下，高壓隔離開關作為電力系統內部最重要的高壓電器設備，有必要積極做好故障分析和處理，加大巡視和檢查力度，積極研發新的隔離開關故障檢測與處理技術，以保障我國電網的安全穩定運行。 [科]

【參考文獻】

[1]阮鏡坤，梁劍堅，藍文勇.淺析高壓隔離開關的缺陷及解決措施[J].建材發展導向，2010，10（11）：88-90.

[2]張志軍.淺析高壓隔離開關常見之問題[J].金田，2011，6（9）：13-15.

[3]高海軍，李志愿，秦曉霞，王新梅.淺談高壓隔離開關檢修與管理[J].科技與企業，2012，3（14）：66-68.