戶外式閘刀的普遍性故障及消缺建議

張磊 錢開一 仇文藝

摘 要： 戶外式閘刀是大量運用在我國變電站內一種變電一次設備，用于隔離電源、倒閘操作、用以連通和切斷小電流電路。本文列舉了戶外式閘刀在運行中容易出現的多種普遍性故障，并針對不同的故障給出了在運維、檢修方面的消缺建議。

關鍵詞： 閘刀；戶外式；故障；消缺建議

戶外式閘刀介紹

閘刀又成為“隔離開關”（Isolating switch），是一種主要用于“隔離電源、倒閘操作、用以連通和切斷小電流電路”、無滅弧功能的開關器件。閘刀主要用來將高壓配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，以保證檢修工作的安全。閘刀具有明顯的斷開點，但是沒有滅弧裝置，因此不能用來切斷負荷電流或短路電流，否則在高壓作用下，斷開點將產生強烈電弧，并很難自行熄滅，甚至可能造成飛弧（相對地或相間短路），燒損設備，危及人身安全，這就是所謂“帶負荷拉閘刀”的嚴重事故。

閘刀按照裝設地點可以分為戶內式和戶外式兩大類。其中戶內式主要是GIS組合電器，即把開關、閘刀、接地閘刀全部封裝在充滿SF6氣體的罐體內，和空氣絕緣，因此故障少，運行可靠，缺點是投資大，經濟性較差。我國采用的絕大多數為戶外式閘刀，優點是價格低廉，對環境要求不高。缺點是閘刀在戶外要承受風、雨、雪、污穢、凝露、冰及濃霜等作用，故障率較高，因此這是變電檢修經常遇到的工作內容之一，下文對閘刀一些普遍性故障進行具體分析。

一、閘刀底座故障

底座最常見的故障部分就是軸承部位。由于軸承部分需要潤滑油，隨著運行年限的增加以及空氣腐蝕，造成潤滑油干，或者潤滑油結塊，藏污嚴重，軸承運轉阻力很大；或者軸承銹蝕非常嚴重，造成軸承抱死，閘刀分合拒動。另外底座軸承與傳動系統相連部位（如機構主軸、轉動臂、連桿的活動位置等）如果銹蝕，也會導致閘刀分合困難或者分合不到位。

消缺建議：對軸承及銹蝕部件進行徹底解體大修，對于已經銹死的元件進行整體更換，對有輕微銹蝕的部件進行清洗。在更換結束后加強防銹措施，涂抹防銹油，如果是帶注油孔的底座要進行疏通，注入新的潤滑油。

二、盆式絕緣子故障

盆式絕緣子俗稱瓷瓶，屬于外絕緣，在運行中會受到導線的重力和張力、風力、覆冰重量、絕緣子自重、導線振動、設備操作機械力、短路電動力、地震和其他機械力的作用，造成外絕緣閃絡。同時隨著周圍環境的變化，污穢程度日益加重，瓷柱的爬電距離和對地絕緣距離也會低于相關標準。

消缺建議：更換新的瓷柱，以增加爬電距離和瓷柱高度、提高整體絕緣水平?；蛘卟扇щ娗鍜撸訌娗鍜吡Χ?，給瓷瓶增加硅橡膠傘裙以增大爬距和噴涂RTV涂料。

值得一提的是戶外雙柱平開式閘刀，這種閘刀的支持瓷瓶承擔著支持和傳動的作用，導線拉力和閘刀分、合閘時的阻力共同作用于支持瓷瓶，使其產生操作時的扭矩和彎矩，若安裝調試不當或操作傳動系統有阻滯卡澀現象時，支持瓷瓶受到的附加扭矩和彎矩更大（形成附加應力），當附加扭矩和彎矩大于支持瓷瓶的抗彎強度時，會導致瓷瓶發生斷裂。

消缺建議：加強對操作傳動系統的維護，減小絕緣子在操作過程中所受的應力。同時在運行時進行超聲波探傷和紅外測溫，及時發現絕緣子內在故障并及時停電處理。

三、傳動部件故障

傳動部件是閘刀操作時最容易發生故障的部件，如操作失靈，如拒動或分、合閘不到位，又如雖可操作但會發出異響等。產生這種情況的主要原因是垂直連桿出現銹蝕、打滑，各部軸銷、連桿、拐臂銹蝕卡澀、彎曲變形或調節不當，或者是垂直連桿直接斷裂，造成閘刀拒分拒合、分合閘不到位或三相不同期。還有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。閘刀長期不操作就會出現機構卡澀、軸承銹死的情況，這時強行操作往往導致部件損壞變形。

另外值得一提的是垂直伸縮式折臂式閘刀（也稱剪刀式閘刀），這種閘刀型號較老，設計時未考慮周到，合閘終止時導電主操作拐臂如果不過死點就會造成合閘不到位，導電接觸面積過??；分閘時其動觸頭刀口開口距離一旦不夠，主刀頭就下不來導致無法分閘，故障率極高。

消缺建議：更換有問題的傳動零部件，調整潤滑齒輪和傳動連桿至合適位置，緊固元件固定螺栓防止松動。對于采用老式機構箱的閘刀或者剪刀式閘刀，建議在變電站技改大修時直接全部更換為新型閘刀。

四、導電回路故障

導電部分是閘刀中溫度最高的部件，產生故障的原因也最為復雜。故障的主要情況為為發熱、燒損乃至燒毀等嚴重情況。當閘刀的動觸頭插入觸指后，是靠觸指壓緊彈簧保持合閘接觸狀態。這種靠彈簧張力的閘刀，可能因為指壓緊彈簧壓力（拉力）達不到要求，可能因為觸指接觸不良造成，也可能因為長期運行后接觸面氧化、銹蝕、燒傷、附著污穢等原因使接觸電阻增加，導致了閘刀導電回路異常發熱。另外如果接觸面內污垢增多，清理又不及時或是導電膏涂抹太當，干涸后造成接觸面接觸電阻變大也會導致發熱。同時在合閘狀態運行條件下，閘刀的彈簧長期受壓縮（拉伸）導致彈性變差，并由于工作電流引起發熱，雪上加霜，就會造成燒損。如果有些觸頭鍍銀層工藝差，標準涂層厚度達不到，運行沒幾年就大幅磨損，露出內部的銅質，在高溫和接觸面積逐漸減少的雙重作用下，最終燒毀。

消缺建議：閘刀導電部分的發熱故障究其根本，是導電回路中的若干個接觸點的接觸電阻變大。此最有效的辦法就是平時運行時通過紅外測溫，及時發現發熱故障并報修，檢修人員通過測量回路電阻來確認是否存在隱患，及時安排停電處理，清潔修復接觸面或更換損壞的導電部件，保證接觸面的壓緊度使接觸電阻變小。另外對于老化的彈簧和鍍銀不過關，也要通知廠家人員來一并更換新彈簧和拋光打磨后重新鍍銀，直至符合標準為止。

五、其他故障和總結

除了以上列舉的四點，閘刀還可能出現熱耦繼電器損壞、電動機故障、電源缺相、機械閉鎖和電氣閉鎖失靈等其他故障現象。處理這些故障時一定要對癥下藥，如電動操作閘刀時不動作，若根本沒啟動聲音就可能是電動機故障，若兩相動作另外一相未動作就是電源缺相，若三相有啟動聲音但是閘刀沒反應就可能是機械閉鎖卡死。只有仔細檢查并針對性處理才能有效解決故障。

隨著近年來科技的發展，智能變電站發展迅速，二次保護設備故障概率大大降低，但是一次設備如閘刀卻發展較慢，隨著運行年限的增加，各部件老化、失靈等問題開始顯現，由此導致的缺陷開始增多，只有加強工藝質量管理，根據閘刀自身結構進行靈活處理；加強日常巡檢維護，及時掌握閘刀運行狀況，發現故障盡快查明原因并排除隱患，才能保障閘刀更安全的可靠運行。