隔離開關(guān)常見故障分析與完善化改造

黃少敏 陳群

摘 要：隔離開關(guān)盡管結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，然而其重要性不亞于其他任何電氣設(shè)備。本文主要針對隔離開關(guān)在日常運(yùn)行中存在的故障進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：隔離開關(guān)；故障；改造

1 概述

電力是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的生產(chǎn)資料及人民生活中必不可少的生活資料，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行關(guān)系著國計民生。隔離開關(guān)作為電力系統(tǒng)中使用量最大，運(yùn)用范圍最廣，運(yùn)行條件最惡劣的電氣設(shè)備之一，其性能優(yōu)劣，日常檢修以及運(yùn)行維護(hù)的好壞直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，對隔離開關(guān)運(yùn)行中存在的故障、缺陷進(jìn)行分析總結(jié)，并提出相應(yīng)的完善化改造措施對電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性的提高有著積極的意義。

2 隔離開關(guān)運(yùn)行中常見故障分析

2.1 導(dǎo)電系統(tǒng)過熱

長期以來，隔離開關(guān)導(dǎo)電系統(tǒng)過熱問題一直未得到很好的解決。在不考慮產(chǎn)品質(zhì)量因素以及長時間超負(fù)荷運(yùn)行的情況下，過熱現(xiàn)象的產(chǎn)生與運(yùn)維人員日常維護(hù)和檢修人員檢修工藝水平密切相關(guān)。根據(jù)發(fā)熱量W=I2Rt，當(dāng)隔離開關(guān)運(yùn)行在額定電流下，過熱產(chǎn)生的本質(zhì)是接觸電阻升高，而接觸電阻升高主要由以下原因產(chǎn)生：

①接觸面存在污穢、銹蝕、電弧燒傷、檢修人員未按規(guī)范使用凡士林或?qū)щ姼鄬?dǎo)致接觸電阻升高引起過熱現(xiàn)象發(fā)生。

②接觸面壓力不足導(dǎo)致接觸電阻升高。接觸電阻的大小與接觸面壓力密切相關(guān)，隨著接觸壓力的升高，接觸微點數(shù)量及面積也逐漸增加，接觸電阻隨之減小。根據(jù)檢修經(jīng)驗，導(dǎo)致隔離開關(guān)導(dǎo)電系統(tǒng)接觸面壓力升高的原因很多，例如傳動系統(tǒng)調(diào)試不當(dāng)導(dǎo)致合閘不到位、檢修過程中未及時更換松弛變形的觸指彈簧、未按規(guī)定力矩鎖緊螺紋連接件等等。

2.2 操作失靈與傳動部分銹蝕、卡澀

隔離開關(guān)在操作過程中常見的故障主要有操作失靈、拒分（合）、分合閘不到位以及傳動部件損壞變形等，在極端情況下還可能引起瓷瓶斷裂事故的發(fā)生。操作失靈除了與二次回路故障有關(guān)，傳動部分銹蝕、卡澀也是導(dǎo)致操作失靈的主要原因之一。銹蝕、卡澀問題嚴(yán)重影響隔離開關(guān)運(yùn)行的可靠性，嚴(yán)重時甚至危及電網(wǎng)安全。然而，隨著材料科學(xué)和熱處理工藝的發(fā)展，傳動件的防腐性能得到一定的提升，產(chǎn)生銹蝕、卡澀主要原因與日常維護(hù)不及時有關(guān)。除此之外，隔離開關(guān)在安裝調(diào)試不當(dāng)也極易引起卡澀現(xiàn)象發(fā)生。例如，隔離開關(guān)的水平連桿不在同一直線上或者垂直連桿不垂直于機(jī)構(gòu)箱安裝等，均會導(dǎo)致操作力的增加而產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象，嚴(yán)重時會使傳動部件產(chǎn)生變形。

2.3 瓷瓶斷裂故障

瓷瓶斷裂故障所引發(fā)的后果較為嚴(yán)重，極有可能嚴(yán)重威脅人身及設(shè)備安全。例如，福建某220kV變電站1號主變，砸到跨條的引線中部構(gòu)架上B相支柱絕緣子根部斷裂，瓷瓶沿著導(dǎo)線掉落，致使該主變上引線失去水平支持，掉落在構(gòu)架上，導(dǎo)線對該瓷瓶接地底座金屬放電，該主變差動保護(hù)動作，三側(cè)開關(guān)跳閘。經(jīng)統(tǒng)計分析，引起此類事故發(fā)生的原因很多，主要可以歸結(jié)為以下幾方面：

①瓷瓶自身存在質(zhì)量缺陷。當(dāng)瓷瓶內(nèi)部存在氣隙或裂紋時會因應(yīng)力集中大大降低瓷瓶的抗彎、抗扭強(qiáng)度，當(dāng)外部操作力矩較大時就容易引發(fā)瓷瓶斷裂。此外，瓷瓶的同軸度，直線度偏差過大在使其長期承受額外彎矩的同時又會加大其操作力矩。

②運(yùn)維部門維護(hù)不當(dāng)，未按規(guī)定進(jìn)行瓷瓶探傷以及運(yùn)行人員強(qiáng)行操作等引發(fā)的瓷瓶斷裂故障。

③安裝不規(guī)范。目前，隔離開關(guān)的安裝基礎(chǔ)由施工單位負(fù)責(zé)，基座以上的部分由廠家負(fù)責(zé)，這種分工不但增加了安裝的難度，而且也保證不了裝配質(zhì)量，造成大批開關(guān)安裝后機(jī)構(gòu)傳動不暢、操作力矩大，瓷瓶受到額外的作用力，多次操作后就會造成瓷瓶斷裂。

④瓷瓶老化。隔離開關(guān)所處的環(huán)境惡劣，常年飽經(jīng)風(fēng)霜雨雪的侵蝕，同時還長期承受著不同程度的彎矩和扭矩，難免產(chǎn)生疲勞和老化，此時瓷瓶的抗彎和抗扭強(qiáng)度大大降低，容易發(fā)生斷裂故障。

2.4 操動機(jī)構(gòu)故障

隔離開關(guān)操動機(jī)構(gòu)通過各種方式向隔離開關(guān)動作提供能源，是隔離開關(guān)的核心控制部分，對隔離開關(guān)的性能優(yōu)劣有著重要影響。操動機(jī)構(gòu)故障主要可以分為電機(jī)故障，電機(jī)回路故障和控制回路故障。當(dāng)發(fā)生操動機(jī)構(gòu)故障時，應(yīng)首先檢查操作是否有誤，在確認(rèn)無誤的情況下對故障現(xiàn)象進(jìn)行合理分析，根據(jù)故障現(xiàn)象檢查對應(yīng)回路是否完好，二次引線是否接觸不良或松動，逐步縮小故障查找范圍。此外，輔助開關(guān)切換不到位或接點接觸不良也會導(dǎo)致電動操作失靈。

3 隔離開關(guān)完善化改造

隔離開關(guān)完善化改造旨在提高其運(yùn)行可靠性，減少其故障發(fā)生率。針對隔離開關(guān)常見故障，提出以下完善化改造措施：

①提高鍍銀層硬度，對觸頭彈簧進(jìn)行防腐處理，并采取適當(dāng)?shù)慕^緣措施防止彈簧分流，避免彈簧發(fā)熱產(chǎn)生退火現(xiàn)象失去彈性。

②安裝調(diào)試完成后對隔離開關(guān)各運(yùn)動部位用潤滑脂采用性能良好的二硫化鉬鋰基潤滑脂，防止卡澀。

③針對隔離開關(guān)導(dǎo)電系統(tǒng)發(fā)熱和瓷瓶閃絡(luò)現(xiàn)象，可將靜觸指壓緊彈簧更換成不銹鋼彈簧，采用不銹鋼螺栓或熱鍍鋅高強(qiáng)度螺栓并用力矩扳手緊固，調(diào)整觸頭插入深度和清潔接觸面。

④復(fù)合材料絕緣子在低溫工程領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛，其低溫力學(xué)性能、電性能和耐高壓氣密性已經(jīng)經(jīng)過了實踐論證，因此，采用復(fù)合材料絕緣子作為陶瓷絕緣子的替代產(chǎn)品。

4 小結(jié)

導(dǎo)致隔離開關(guān)故障產(chǎn)生的原因錯綜復(fù)雜，除了通過技術(shù)革新，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量外，還應(yīng)不斷提高運(yùn)維人員素質(zhì)，加強(qiáng)日常巡視，及時發(fā)現(xiàn)并排除隱患，為電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行增添一份保障。

參考文獻(xiàn)：

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