淺談高壓隔離開關常見故障的分析及排除方法

(棗莊礦業集團金正泰煤業公司，山東 濟寧 277605)

0 引 言

隔離開關是電力系統的重要設備之一，又稱隔離刀閘，它的好壞直接影響系統供電的可靠性和安全性。

1 隔離開關的作用

(1)主要用來將配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，但不能用來切斷負荷電流或短路電流。

(2)還可以用來進行某些的切換操作，以改變系統的運行方式。

1.1 隔離開關的分類及組成

按安裝地點不同分為，屋內式和屋外式，按絕緣支柱數目分為，單柱式，雙柱式和三柱式，各電壓等級都有可選設備。

(1)導電部分由一條彎成直角的銅板構成靜觸頭；兩條銅板組成接觸條，又稱為動觸頭。

(2)絕緣部分隔離開關的絕緣主要有兩種，一是對地絕緣，而是斷口絕緣。對地絕緣一般是由支柱絕緣子和操作絕緣子構成。斷口絕緣是具有明顯可見的間隙斷口，絕緣必須穩定可靠，通常以空氣為絕緣介質，斷口絕緣水平應較對地絕緣高10%～15%，以保證斷口處不發生閃絡或擊穿。動靜觸頭分別固定在兩套支持瓷瓶上。對型號中帶C的，動觸頭固定在套管瓷瓶上。為了使動觸頭與金屬的，接地的傳動部分絕緣，采用了瓷質絕緣的拉桿絕緣子。

(3)傳動部分有主軸，拐臂，拉桿絕緣子等。

(4)底座部分由鋼架組成。支持瓷瓶或套管瓷瓶以及傳動主軸都固定在底座上，底座應接地。

(5)相間距指主刀閘的刀閘片之間的距離，因是控制相線的，所以之間的距離叫相間距。

1.2 高壓隔離開關技術性能

隔離開關的技術數據額定電壓、額定電流、動穩定電流、熱穩定電流；隔離開關沒有滅弧裝置，因此沒有開斷電流數據。GB1985-2004《高壓交流隔離開關和接地開關》規定了戶內交流高壓交流隔離開關相應參數及要求。

(1)額定電壓：隔離開關長期工作的標準電壓。額定電壓取設備的最高電壓，按GB/T11022-1999的規定額定電壓值為：3.6、7.2、12、24、40.5 kV。額定電壓的大小影響隔離開關的外形尺寸和絕緣水平。選擇隔離開關時，額定電壓是首先應滿足的條件之一。

(2)額定電流：是指在額定頻率下長期通過隔離開關且使隔離開關無損傷、各部分發熱不超過長期工作的最高允許發熱溫度的電流。隔離開關的額定電流從R10系列中選取。

(3)額定短時耐受電流：在規定的使用和性能條件下，在規定的短時間內，隔離開關在合閘位置，能夠承受的短時熱電流有效值。

(4)額定峰值耐受電流：在規定的使用和性能條件下，隔離開關在合閘位置所能經受的電流峰值。

(5)額定短路持續時間：0.5、1、2、3、4 s。標準值為2 s，大于2 s時通常取4 s。

2 高壓隔離開關常見故障及分析

高壓隔離開關常見的故障有：瓷瓶斷裂故障、機構問題、導電回路發熱。在系統運行中,隔離開關有比較多的缺陷和故障,涉及到多方面的問題。可以歸納為機構問題,包括操作卡澀以及合分閘不到位、銹蝕、進水受潮、潤滑干澀、機構卡澀、輔助開關失靈等,這些缺陷不同程度上導致開關合分閘不正常,拒動和合分閘不到位；其次是導電系統接觸不良使得導電回路發熱異常，其原因是開關觸頭彈簧失效使接觸不良或者是合閘不到位,還有導電回路松動、開裂等,還有導電回路結構不良；對安全運行威脅最大的是瓷瓶斷裂故障。

2.1 瓷瓶斷裂故障

絕緣子斷裂與電瓷廠產品質量有關,也與隔離開關整體質量有關，絕緣子澆制不均等問題,此外還有水泥膠裝的問題。另外質檢手段不嚴也給運行留下隱患,有缺陷和有隱患的絕緣子沒有被檢測出來,被組裝成產品后,對安全運行構成極大的威脅。 對瓷絕緣子斷裂問題,必須要綜合進行治理,首先從源頭上抓起,絕緣子制造廠要嚴格工藝,穩定生產過程,每個絕緣子都應經過認真檢驗,保證合格品才能出廠，隔離開關制造廠要把好外購件關,加強檢驗,提高隔離開關整體質量。對同型號隔離開關在手動操作時比較其操作力矩,如出現操作困難,切忌強行進行操作。更好的方法是要開展隔離開關支柱瓷瓶缺陷檢測新技術的試點和推廣,進一步研究開發瓷瓶缺陷在線監測工作。建議在小修或大修檢查時,應適當增加空載機械操作次數,以提高瓷瓶缺陷在停電操作中暴露的概率,有的檢修時只操2～3次,實在太少了。

2.2 機構問題

機構問題表現為拒動或分合閘不到位,往往在倒閘操作時發生。很多情況下故障不會擴大,現場可以進行臨時檢修和處理,當然會耽誤停送電時間。新的合分閘操作還比較正常，使用一段時間,有的在一、二年后,就會出現各種各樣問題。有的因機構進水,操作時轉不動,有的會發生操作時連桿扭彎,甚至轉動瓷瓶與滑線軸間已擰成麻花,還有的在連桿焊接處斷裂而操作不動。總之,它會引起各種故障。

2.3 導電回路發熱

(1)隔離開關發熱原因及特點：一是運行年數長，設備趨于老化，靜觸指壓緊彈簧特性變壞,也可能是靜觸指單邊接觸, 觸頭夾緊彈簧松弛變形，夾力不夠導致部分觸指與動觸頭不接觸，使觸指與動觸頭接觸面減少，動靜觸頭存在污垢，還有是長期運行后材料易氧化銹蝕接觸電阻過大增加，觸指上有明顯的燒傷坑點而造成。二是合閘不到位或剪刀式鉗夾結構夾緊不良。合閘角度存在偏差，致使接觸面不夠，連接螺栓緊固不夠或過度致使螺栓斷裂。三是迎峰度夏負荷較大時發熱頻繁。四是常年處于穩定大負荷狀態。

(2)隔離開關發熱的處理：一是進行溫度監測,根據發熱溫度及 發展 速度決定是否需要向調度申請改變運行方式或減少負荷。二是改變運行的方式。三是檢修：隔離開關檢修一般更換靜觸頭彈簧夾和燒傷觸指，清除動靜觸頭氧化層，清洗動靜觸頭，涂導電膠，緊固螺栓，徹底的辦法是更換靜觸頭。采用動觸頭兩步運動的轉動式或插入式觸頭結構將使產品質量有所提高,用戶加強維護和堅持紅外監測是減少和發現導電回路發熱故障的有效手段。

2.4 隔離開關分、合閘不到位或三相不同期

隔離開關分、合閘不到位，基本是機構銹蝕、卡澀、檢修調試未調好等原因引起的，刀閘如果在操作時，不能完全合到位，接觸不良，運行中會發熱并危及電網和設備的安全運行。三相不同期的原因大致如下：分、合閘定位螺釘調整不當；輔助開關及限位開關行程調整不當；連桿彎曲變形使其長度改變，造成傳動不到位等。處理措施：檢查定位螺釘和輔助開關等元件，若發現異常及時進行調整，對有變形的連桿，應查明原因后及時予以消除。此外，在操作現場，當出現隔離開關合不到位或三相不同期時，應拉開重合，反復操作幾次，操作時應符合要求，用力適當同時安排計劃停電檢修。

2.5 傳動機構的轉動部件卡澀

轉動部件卡澀在隔離開關的操作中也較為頻繁，主要表現：一是分、合閘操作傳動力矩增大；二是分、合閘不到位；三是拒分、拒合，甚至有電動操作機構上部的垂直聯桿被拉彎扭斷等現象。此類故障直接影響了設備和系統的安全可靠運行，甚至直接威脅到操作人員的人身安全。處理措施：若按分合閘按鈕不啟動，則先檢查操作電源是否完好，熔斷器是否熔斷，后檢查各相關元件，若發現元件損壞時應更換。

2.6 外絕緣閃絡

瓷瓶產生閃絡現象主要是因為瓷瓶表面和瓷裙內積污嚴重、瓷裙爬距小。特別是在重污染區內的刀閘，化工污染和水泥積垢使得瓷瓶清掃極為困難，且空氣中存在大量的工業粉塵和腐蝕性氣體極易引起瓷瓶閃絡放電，擴大事故范圍。處理措施： 采取帶電清掃，加強清掃力度，增加硅橡膠傘裙以增大爬距和噴涂rtv。

3 隔離開關運行維護、檢修方面建議

(1)年度開關單元檢修時，加強對220kV母線隔離開關檢修，應列入計劃和規定。

(2)隔離開關觸頭彈簧部件更換或整個靜觸頭的更換應該視老化程確定周期。

(3)動靜觸頭接觸面的電阻是發熱的主要原因，檢修后隔離開關導電回路電阻測量也是檢驗檢修質量的手段，合格與否作為檢修設備投運的條件。

(4)接點在線溫度監測是發現接點發熱的主要手段，設備接點發熱比較隱蔽，巡視發現較為困難，在線測溫應進一步加強；重點測溫是對普測發現溫升超過一定值的部位定期進行測溫；疑點測溫就是負荷較大時對大負荷點及可能發熱的部位進行在線測溫。

(5)建立接點過熱的有關規定。

(6)隔離開關接觸器很多無防護罩,運行中容易發生誤碰，應考慮補裝完善。運行維護中要注意端子的緊固。箱門的密封圈易老化，要經常更換，良好的密封可減少維護工作量。

4 結束語

通過對隔離開關故障引起的事故的分析，對造成設備損壞甚至大面積停電的現象，我們必須對此加以足夠的重視。應加強工藝質量管理，根據設備自身結構進行靈活處理。隨著科學技術的不斷進步，隔離開關的不斷完善，性能不斷提高，使用的穩定性會越來越好。