概論220kV高壓隔離開關常見故障及處理對策

苗璐

摘 要：本文主要闡述了220kV高壓隔離開關的技術要求后，認真分析了隔離開關常見的故障問題及處理措施。

關鍵詞：220kV隔離開關 絕緣子 技術要求 故障處理

近年來，我國電力業在各項技術上都有了一定的發展，但在個別地方仍然存在著一些問題，如220kV隔離開關的故障問題。隔離開關一旦發生故障就會給人們用電帶來很大的不便，所以，電力對企業應該加大對 220kV 隔離開關常見故障的處理問題的重視，同時，將220kV 隔離開關常見故障處理問題納入電力企業研究的一大重要課題之一。

1、高壓隔離開關的技術要求

在220kV電網或變電站系統中，高壓交流隔離開關是合、分無負荷線路及電氣設備的重要開關設備，它可以實現設備、線路、母線等與系統安全隔離，即在合閘狀態能夠可靠地通過正常工作負荷電流和規定允許短時異常（或故障）電流；同時在分閘狀態下，開關觸頭間形成符合規定技術要求的安全絕緣距離和明顯斷開點，使電力設備與系統電源間實現安全隔離。由于隔離開關內部沒有滅弧裝置，其在運行過程中不能用來接通和斷開220kV系統負荷電流。220kV高壓隔離開關是戶外式結構，其運行戶外條件通常較為惡劣，在正常工作時會直接暴露在大氣環境中，受環境、氣候等因素的影響較大。因此，在產品設計、制造、選型應用、更換等環節中，均應充分考慮環境、氣候等因素，以保證隔離開關在不同氣象條件下具有較高的穩定可靠工作性能。

2、220kV隔離開關常見故障

2.1 瓷絕緣子斷裂

220kV高壓隔離開關在實際運行中或操作時，如果發生瓷絕緣子斷裂故障，其所帶來的危害性和經濟損失較十分巨大，不僅會造出母線發生短路進而引發母線、變電站、發電廠等發生大面積停電事故，嚴重時還會損壞相鄰電氣設備或給操作人員人身財產帶來傷害。大面積停電和大量更換絕緣子，還會給供電企業帶來重大的經濟損失。從大量實際工作經驗可知，造成瓷絕緣子發生斷裂故障的原因，主要包括制造質量較差、設計選型不當、布設不合理、安裝調整不當等原因。

2.1.1 瓷絕緣子存在質量問題

隔離開關瓷絕緣子在生產過程中，由于生產工藝、制造技術等原因均可能造成瓷絕緣子存在質量問題。從大量隔離開關瓷絕緣子斷裂事故中可知，絕緣子斷裂面中存在黃芯、瓷質粗糙、以及膠裝質量不良等，是瓷絕緣子普遍存在的質量問題。

2.1.2 瓷絕緣子長期使用老化

由于隔離開關瓷絕緣子長期暴露在大氣環境中，受戶外大氣環境中風、雨、雪、暴曬等因素的影響，同時在運行過程還受到不同程度地承受力矩和高電壓等作用力的破壞，進而使其產生較為嚴重的疲勞和老化，機械強度性能等大大降低。

2.1.3 選型布置不合理

隔離開關在選型過程中，其支柱絕緣子的機械強度與接線端承受機械負荷大小，是絕緣子選型設計的重點，必須要結合隔離開關使用工程具體參數要求，預留足夠的安全系數。如果所選支柱絕緣子抗彎強度與工程實際應用需求不匹配時，就會造成絕緣子斷裂等事故發生。隔離開關布置設計不當，也會導致絕緣子發生斷裂故障，如接線端子引線過長過重或者過短，或安裝后產生較大彎矩，均會造成絕緣子抗拉、抗彎強度達不到實際需求，引起隔離開關絕緣子發生折斷。

2.1.4安裝調整不當

高效安裝調整質量是確保隔離開關工作性能正常發揮的重要措施，也是提高絕緣子安全穩定使用壽命的重要保障措施。如安裝后傳動操作機構出現運動卡滯、操作力矩增大，則絕緣子受到的額外作用力將會增大；運行過程中安裝基礎變形移位、金屬結構變形扭曲等，均可能引起隔離開關運行環境惡化，導致絕緣子發生斷裂等故障。

2.2 隔離開關拒分（合）故障

拒分（合）故障是隔離開關在運行過程中常見的故障之一。從實際工作經驗可知，拒分（合）故障大多是由隔離開關機構傳動部分發生卡滯、轉動軸銹死、動靜觸頭摩擦力過大、以及操作機構操作壓力性能降低等引起。GW4系列是早期220kV系統中廣泛使用的隔離開關，但從多年實際運行故障處理來看，GW4系列隔離開關由于其結構和性能參數間存在一些匹配不合理問題，故障率較高。主要表現在操作方面，其在操作過程中操作壓力過大，容易引起相拐臂軸銷發生變形扭曲或折斷等故障。

2.3 隔離開關觸頭發熱

隔離開關動靜觸頭出現發熱故障，也是220kV隔離開關運行過程中常見故障之一。在運行過程中，觸頭接觸面由于工作電流氧化引起電阻增大、動靜觸頭接觸面減小或負荷突然大量增大、觸頭壓縮彈簧性能降低、以及分合操作過程中電弧燒傷觸頭等，均會引起隔離開關觸頭工作環境被破壞，導致觸頭發熱。

3、220kV隔離開關故障處理措施

3.1 瓷絕緣子斷裂故障處理

瓷絕緣子是隔離開關在正常運行過程中，耐受電壓和承受機械力作用的主要支撐機構，因此，在實際制造生產、選型應用、安裝調整、以及后期運行維護等環節中的必須確保瓷絕緣子具有較高質量水平。對已選定電壓等級和污穢等級的絕緣子而言，要認真驗算隔離開關絕緣子抗彎、抗扭強度等重要技術數據。設計人員要嚴格根據隔離開關具體使用工作條件，準確合理計算出設備接線端所需承受的機械負荷作用力，然后從GB1985-2004國標中“額定端子靜態機械負荷”技術要求推薦值中選取具有良好性能的選型，作為隔離開關設備招標、訂貨等技術條件向投標商、制造廠等提出。對于一些條件運行的220kV電網系統而言，推薦采用在線檢測等技術手段，實時監測隔離開關絕緣子的運行工況，這樣可以有效避免事故擴大，以及重大事故發生造成巨大社會影響和經濟損失。

3.2 隔離開關拒分（合）故障處理

對于隔離開關傳動部件出現卡澀及銹蝕等不利現象，應該加強日常檢修維護力度，結合隔離開關卡澀及銹蝕等實際情況，通過加適量潤滑油等技術措施，輕輕進行轉動操作，逐一對隔離開關活動部位進行清洗，有效提高隔離開關操作能力。對于損壞較為嚴重的部件，應采取更換等措施。對于動靜觸頭摩擦力過大問題，此類故障在GW4型系列隔離開關上表現尤為突出，其實際處理措施是將動靜觸頭用汽油清洗干凈，然后合理調整動靜觸頭的插入深度。對于一些條件較為優越的220kV系統而言，可以通過對隔離開關進行定期大修或全部更換高性能新型隔離開關，來有效解決220kV系統中隔離開關運行時間久引起傳動部件老化等問題。

3.3 隔離開關觸頭發熱故障處理

當隔離開關觸頭接觸面是由于氧化引起接觸電阻增大時，處理方法是首先將觸頭卸下，用汽油對觸頭上油污進行徹底清洗，然后在置于氨水中有效浸泡15min后，用清水將觸頭沖洗干凈，最后在涂抹一層中性凡士林；對于動靜觸頭接觸面小引起的觸頭發熱故障，應根據實際情況合理調整隔離開關觸頭插入深度，確保觸頭接觸面滿足實際需求；觸頭壓縮彈簧疲軟，則應按照維護要求調整壓縮彈簧的壓力，對于彈簧性能嚴重下降時應采取更換等技術措施；由于分合過程引起電弧燒傷觸頭等，可以采取手動代替自動操作，同時在操作過程中應遵循慢—快—慢的循環過程，并在操作后仔細檢查觸頭的接觸情況，并認真分析自動機構可能存在問題，有效排除觸頭發熱故障。

4、結語

綜上所述，在日常巡視和檢修維護過程中，應及時準確掌握隔離開關設備運行工況，加強運行在線監測力度，發現故障應結合設備實際運行情況盡快查明故障原因，并采取合理技術措施有效排除隱患，確保電網系統安全可靠、節能經濟的高效穩定運行。

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