220kV出線斷路器及隔離開關故障處理措施

國網冀北電力有限公司唐山供電公司 程子琦

隨著中國城鎮化的加快，大量人口涌入城市，在為城鎮發展提供更多人力資源的同時，也帶動當地經濟發展。與此同時，也導致城鎮各方面建設面臨更大挑戰。為了滿足大量人口的需求，電力成為重點應用能源。當前高壓輸電技術得到迅速發展，其中220kV高壓輸電線與人們日常生活息息相關。為了保證220kV高壓輸電線穩定運行，出線斷路器和隔離開關是重要設備，其主要承載改善高壓輸電線路運行和延長線路使用壽命的作用，一旦出現斷路器故障會導致整個電網安全性和可靠性受到干擾，可知定期對出線斷路器和隔離開關進行檢修維護極為重要。

220kV高壓輸電線路是人們日常生活中常見的高壓輸電線路，一旦該線路出現問題會導致大眾生活受到嚴重干擾。例如，輸電線路輸電負荷持續增加過程中，可能由于負荷驟增和線路短路等引發電氣安全事故，此時斷路器呈現過載運行狀態，出現上述場景時，斷路器會自動操縱電路斷開，避免造成大面積受損情況，最大限度保證電力設備安全。但在實際應用過程中，出線斷路器會受到隔離開關等多種因素影響，在性能表現方面存在偏差?；诖耍e極引進先進技術和設備，加強電網運維管控，定期完成檢查維護，保證出線斷路器和隔離開關的性能可以有效規避故障發生。

1 研究內容闡述

1.1 斷路器設備

變電站一次設備中斷路器是重要設備，發揮不可替代的作用。斷路器主要由觸頭、滅弧裝置、操作裝置、脫扣器以及外殼組成，主要承載通斷電路、連接負荷電力及切斷故障線路的作用[1]。在220kV高壓線路中應用較為廣泛。例如，當電力系統短路時，此時由于短路電流作用，導致磁場發生變化，此時足以克服彈簧的反作用力，使得脫扣器發揮效用實現跳閘；當電網系統出現電流過載時，熱量增大也會導致跳閘動作發生。

1.2 隔離開關

變電站中隔離開關也是重要設備之一，使用數量相對較多。其主要承載隔離電源、倒閘的功能，但是由于隔離開關不具備滅弧功能，所以更適宜在無負荷電流電路中應用。其中，隔離開關主要組成如圖1所示。

圖1 隔離開關構成示意圖

2 實際案例闡述

2.1 案例闡述

本文以國家電網唐山某供電分公司負責的220kV高壓輸送電路中某一路段為研究對象。為了保證該路段電網安全穩定運行段應用SN10-10Ⅰ型斷路器和SF6斷路器兩種類型斷路器和隔離開關。在長期運行過程中，工作人員時常遇見出線斷路器故障和隔離開關故障。在此以該企業在2023年3月14日一起由于雷擊導致的出線斷路器和隔離開關故障為例，展開研究。

2.2 案例分析

該起事故導致該路點220kV變電站出線斷路器斷口爆炸，此時為了保障線路其余部分安全，隔離開關發揮作用，及時切斷線路，防止造成更為嚴重的后果。在進行故障分析時，為了保證結果可信度和數據科學度，借助仿真軟件搭建事故發生時，雷電入侵波仿真模型，仿真模型構建過程中將電源、輸電線路、斷路器等皆融入其中[2]。

首先，為了確定雷電影響情況，構建雷電波模型：I=AIm[exp（at）-exp（βt）]，構建的模型采用標準雙指數波形進行闡述，其中波形為2.6/50，各計算系數如下：a=-15900，β=-712000，A=1.1157。結合構建的函數模型對本次由于雷擊導致的故障有更為全面的認識，對事故成因分析及提出補救措施奠定堅實基礎。本次事故導致斷路器和隔離開關受到損害，需要進行檢修維護。

2.3 斷路器與隔離開關檢修的危險點分析

結合實際分析，在探究過程中需要注意以下幾點：第一，對電網進行檢修維護時，應嚴格遵守規范作業流程，按照要求完成操作，避免與帶電部件相接觸；第二，維修維護過程中，應注意安全，避免電擊現象或者電路短路灼傷工作人員問題出現；第三，拆除兩側引線時，需要注意采取安全措施，如果此時安全措施不到位或者整體絕緣性較差，容易導致維修維護人員受到威脅，出現跌倒等問題。同時，導線移除之后，轉移過程也需要注重安全問題，否則也會出現安全事故。第四，過濾斷路器的絕緣油和液壓油時，需要注意漏油問題，一旦出現泄漏，遺漏的油會導致工作人員打滑，如果再出現濾油機開關操作手柄絕緣性差的問題，容易導致維修人員面臨危險；第五，修理斷路器時，容易出現傳動部件的銷軸、開口銷傷人現象，此時也需要加以關注[3]。

3 220kV出線斷路器和隔離開關故障檢修和處理措施闡述

3.1 220kV斷路器檢修

實際應用過程中，常見的斷路器類型包括SF6斷路器、油斷路器兩種，一旦其出現問題會導致電網運行受到嚴重干擾。其中，斷路器監測項目和檢測狀態見表1。

表1 斷路器監測項目和檢測狀態量總結表

3.1.1 SF6斷路器檢修

該類型斷路器檢修專業性較強。檢修中，需要關注以下幾點內容：第一，關注瓷套瓷柱外表，明確是否存在破損、裂紋或者放電痕跡等，然后檢查斷路器實際分合閘指示和儲能位置信號和后臺操作指示信號是否一致，如果出現不一致情況，證明該斷路器自身存在故障；第二，關注SF6氣體密度監測及檢漏。正常狀態下，監測數據和額定值相差無幾，一旦發現數據與額定值存在出入時，需要及時查看補氣記錄并結合其他信息進行判斷，才能明確壓力是否位于正常范圍，如果發現斷路器發出補氣信號時，需要及時完成操作；第三，結合以往經驗發現，該類型斷路器最常出現故障的位置包括密封法蘭、壓力表連接處、法蘭連接面等，這些位置容易出現泄漏，因此檢修時需要重點進行關注；第四，檢修過程中，針對泄漏問題，可以采用定性和定量檢測方法進行分析，例如紅外成像檢漏、局部包扎法等均是可用措施；第五，注重含水量監測，對該斷路器的含水量完成測驗，正常情況下檢修完成其內部含水量體積分數應低于150ppm，運行時含水量體積分數應低于300ppm。

3.1.2 油斷路器檢修

在此主要探究SN10-10Ⅰ型斷路器檢修措施，在檢修過程中需要對斷路器的本體、傳動機構重點進行檢修。針對本體檢修時，應從細節方面入手，選用符合標準的變壓器油對各組分進行清洗，并全面關注是否存在變形、斷裂等問題，發現出現受潮現象，可采取放在變壓器油內或置于80～90℃的烘箱中進行干燥處理；如果發現導電桿銅鎢頭存在輕度燒傷現象時，可采取砂紙或銼刀進行打光，但燒傷嚴重則需要更換零件。

傳動機構檢修時，需要注意各組件是否存在磨損問題，輕度磨損可以借助紗布或者銼刀進行打磨，嚴重需要進行更換[4]。同時，需要注意傳動機構上的墊片、銷子、軸等位置潤滑油情況，酌情涂抹潤滑油，另外需要認真檢查各匝間距離是否均勻、分合閘彈簧是否存在問題。如果存在異常情況需要及時進行調整，如果無法調整則需要更換。其中，絕緣筒上端面與滅弧片上端面距離應保持在63±0.5mm；觸頭合閘位置高度在130±1.5mm。

3.2 220kV隔離開關及檢修

隔離開關發揮重要作用，結合圖1可知，組成結構相對煩瑣，各部件均發揮作用。一旦隔離開關出現問題，會導致電網穩定性和安全性受到干擾。

3.2.1 接觸部分過熱的檢修

隔離開關中接觸部分過熱是常見故障。出現該故障時，一般需要停電進行檢查，由于母線停電相對不常見，所以在檢修時可以從母線側隔離開關著手檢修。采取停一次點，梳理一片的方法可以有效解決母線側刀閘發熱情況。同時，檢修過程中注重細節問題。

注重隔離開關兩側接線板，需要重點查明是否采用銅鋁釬焊線夾，并選用質量優良的螺栓、優質線夾，并將接線板接觸面打磨光滑、雜質清理干凈，在表面涂抹適量導電脂，科學設定力矩可有效保證安全性；隔離開關底座旋轉銅帶也是重點，需要有限查看是否出現松動、斷裂等現象，如果發現上述情況，需要清洗或者更換銅帶，同時需要對螺栓的松緊性進行查驗，確保其連接牢固；動靜觸頭接觸面是關鍵。需要對隔離開關的分合閘、觸頭表面光潔度及夾緊彈簧展開檢測，確保其表面干凈、光潔，且無明顯問題，發現存在不足之處，需要結合實際情況進行清潔或者更換。

3.2.2 絕緣子斷裂及閃絡放電檢修

針對上述情況進行檢修時需要按照以下幾點完成檢修工作：第一，選擇新的支柱式絕緣子應核驗其合格證明并選擇超聲波無損探測儀完成檢測，符合質量標準才能得到應用；第二，做好隔離開關絕緣子維護工作，定期進行檢查檢修，及早發現問題；第三，優先選擇防污瓷瓶，提高防污閃能力，并針對絕緣子表面噴涂好絕緣材料。

3.2.3 隔離開關拒分拒合檢修

隔離開關拒分拒合一般產生原因有兩種：傳動結構出現問題。例如傳動機構箱中進水，從而導致部分部件銹蝕，此時可通過更換零件解決問題，同時在容易銹蝕位置涂抹潤滑脂可以預防問題；電氣原因導致。此部分相較第一種情況更難檢測和確定。當確定是電氣原因導致的問題時，需要先檢查是電機主回路還是控制回路的問題，如果是電機主回路，需要著重檢查電源、分合閘接觸器、電機及過熱保護等，如果是控制回路問題，重點檢查閉鎖回路、遠近控轉換把手或者行程開關等。上述位置檢修中，發現元件損壞，需要圍繞損壞位置追根溯源，并及時更換部件。

3.2.4 分合閘不到位的檢修

該故障原因與電氣和機構兩部分有關，當上述故障出現時，需要先檢查電氣（電機輸出角度）和機械（主拐臂行程）是否都正常作業，如果存在一方工作不到位的情況，需要松開垂直連桿抱箍，科學調整位置，確定符合標準之后再次上緊抱箍。當上述檢查完成之后，仍沒有找到問題成因，需要檢查隔離開關傳動連接部位、拐臂、連桿是否存在變形問題，出現問題之后需要及時更換，并探究各部件連接距離，存在異常應科學調整[5]。

4 結語

本文結合實際高壓運輸線路段展開研究分析，全面探究220kV高壓輸電線路中出線斷路器及隔離開關故障檢修方法和處理對策。經過系統性論述，對220kV高壓線路中出線斷路器和隔離開關常見故障有更為深入的了解。最終得出如下結論：第一，正確認識SF6斷路器、油斷路器的工作機理和結構組成，針對性總結常見故障并梳理相應對策，可有效提升系統運行安全性；第二，隔離開關常見故障包括接觸部分過熱、絕緣子斷裂、污閃放電及拒分拒合等，檢修過程中，針對問題現象追根溯源，明確故障導致原因，針對性采取應對措施，總結工作經驗是確保高壓輸送線路穩定運行的關鍵。