淺議隔離開關(guān)的應(yīng)用及故障處理

王宇

摘 要：牽引變電所是鐵路供電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的樞紐。高壓隔離開關(guān)是牽引變電所中重要的高壓開關(guān)電器，也是應(yīng)用范圍很廣的一次設(shè)備。隨著綜合遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，有人值班變配電站逐漸向無人變配電站過渡，值班方式的改進(jìn)必然帶來了檢修方式的改變，即逐漸由“定期修”向“狀態(tài)修”的轉(zhuǎn)變。然而，“狀態(tài)修”的檢修周期在逐漸延長(zhǎng)，一旦使用中的高壓隔離開關(guān)發(fā)生故障，將直接影響整個(gè)牽引供電系統(tǒng)和鐵路行車的安全。從高壓隔離開關(guān)的作用、運(yùn)行中常見的故障及其產(chǎn)生原因、檢修辦法等方面進(jìn)行了闡述，希望對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)設(shè)備的維護(hù)起到一定的指導(dǎo)意義。 關(guān)鍵詞：隔斷開關(guān)；運(yùn)行故障；檢修方法；供電系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM564 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.140

1 高壓隔離開關(guān)的作用

高壓隔離開關(guān)具有隔離電壓的功能，由于其不帶滅弧裝置，在有負(fù)荷或短路存在大電流時(shí)，無法直接使用高壓隔離開關(guān)進(jìn)行切斷、合閘操作，只可用于開合避雷器、電抗器等不產(chǎn)生電弧的某些切換操作，或配合斷路器進(jìn)行不帶電操作；停電或其他檢修工作時(shí)，需要將供電系統(tǒng)中需要停電的部分與帶電部分徹底分離，以保證作業(yè)人員的安全，高壓隔離開關(guān)具有明顯切斷兩部分的功能；在一些特殊的供電系統(tǒng)中，有時(shí)需要改變供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，而高壓隔離開關(guān)可對(duì)某些電路的進(jìn)行切換操作，從而達(dá)到改變供電運(yùn)行方式的目的，各電壓等級(jí)供配電系統(tǒng)都有對(duì)應(yīng)可選的設(shè)備與之匹配。

2 高壓隔離開關(guān)的操作順序

2.1 合上隔離開關(guān)時(shí)的操作順序

合上隔離開關(guān)時(shí)的操作順序有2步：①在辦理好有關(guān)倒閘作業(yè)手續(xù)后，方可進(jìn)行開合隔離開關(guān)的操作，操作時(shí)要迅速、果斷，要求一步到位，避免中間停留。但在合閘終了時(shí)用力不可過猛，以免損壞設(shè)備，使機(jī)構(gòu)變形，導(dǎo)致瓷瓶破裂等。這種操作要求適用于手動(dòng)傳動(dòng)裝置或用絕緣桿操作的情況。②隔離開關(guān)合閘結(jié)束后，操作人員應(yīng)該仔細(xì)檢查觸頭的密貼度，確認(rèn)合閘是否到位。一般在合好后，隔離開關(guān)兩臂處于一條直線。

2.2 斷開隔離開關(guān)的操作順序

斷開隔離開關(guān)的操作順序有2步：①開始時(shí)緩慢、小心，分離過程則應(yīng)迅速、有力。特別對(duì)于沒有斷路器配合，需要直接斷開的小電流，比如切斷敷設(shè)電纜或架空線路的充電電流、斷開牽引變壓器的空載電流，在此情況下，打開隔離開關(guān)時(shí)更應(yīng)迅速、果斷，如果緩慢打開，則易產(chǎn)生拉弧。②操作結(jié)束后，再次檢查隔離開關(guān)的每相是否處于斷開位置，并使觸頭盡量拉到設(shè)計(jì)位置，以保證安全。

2.3 失誤開合隔離開關(guān)時(shí)的操作順序

失誤開合隔離開關(guān)時(shí)的操作順序有2步：①隔離開關(guān)誤合

閘時(shí)，不允許突然再次將隔離開關(guān)拉開。這是因?yàn)橥蝗辉俅卫_相當(dāng)于帶負(fù)荷操作隔離開關(guān)，很可能造成三相電弧事故，進(jìn)而造成人員和設(shè)備的進(jìn)一步損失。②隔離開關(guān)誤拉開時(shí)，一般在動(dòng)觸頭剛離開靜觸頭時(shí)便產(chǎn)生了電弧。此時(shí)，立即合上開關(guān)即可滅弧，從而避免事故發(fā)生。如果隔離開關(guān)已完全斷開，則禁止在沒有采取其他安全措施的情況下閉合隔離開關(guān)。

3 高壓隔離開關(guān)常見故障及其原因

3.1 隔離開關(guān)過熱故障

發(fā)生隔離開關(guān)過熱故障后，當(dāng)運(yùn)行電流還為達(dá)到額定值的60%時(shí)便已經(jīng)出現(xiàn)不正常的發(fā)熱現(xiàn)象，這是在投運(yùn)前調(diào)試和檢修中無法發(fā)現(xiàn)的問題。其原因有以下3點(diǎn)：①在安裝和檢修時(shí)，使用了過多的導(dǎo)電膏。在檢修工作中，維修人員會(huì)認(rèn)為導(dǎo)電膏越多，導(dǎo)電性能則越好。但在實(shí)際中，導(dǎo)電膏在觸頭表面過厚會(huì)造成金屬接觸部分距離加大，進(jìn)而降低了導(dǎo)電性。該原因被認(rèn)為是隔離開關(guān)發(fā)熱的主要原因。②高壓隔離開關(guān)的觸頭表面氧化，進(jìn)而使接觸電阻增大。接觸電阻越大，隔離開關(guān)接觸面的電流就越大，電流越大，則發(fā)熱就越明顯。這種熱作用加劇了氧化物薄膜的生成和燒傷沉積，最終造成高壓隔離開關(guān)觸頭部分的過熱故障。③高壓隔離開關(guān)的聯(lián)接部位導(dǎo)電性能下降。比如固定接觸部位的螺栓松脫、接觸表面不光滑、觸頭鍍層脫落或雨水和塵土滲進(jìn)接觸面使其氧化、銅鋁導(dǎo)電部分接觸產(chǎn)生的電化腐蝕 等原因，都能引起隔離開關(guān)非正常發(fā)熱。

3.2 絕緣瓷瓶斷裂故障

110 kV和220 kV等級(jí)以上的高壓隔離開關(guān)易發(fā)生絕緣瓷瓶故障，甚至發(fā)展成為重大事故。因此，絕緣瓷瓶的質(zhì)量對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行起著關(guān)鍵性作用?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，旋轉(zhuǎn)瓷瓶和支柱絕緣子斷裂事故時(shí)有發(fā)生，究其原因主要有廠家在生產(chǎn)絕緣子的澆制過程不均勻、安裝隔離開關(guān)時(shí)絕緣瓷瓶的位置超限、運(yùn)行中防雷和放過電壓措施不到位、水泥膠裝絕緣瓷瓶不牢固等。

3.3 導(dǎo)電部分銹蝕

戶外高壓隔離開關(guān)避免不了發(fā)生導(dǎo)電部分的銹蝕現(xiàn)象，尤其在雨水較多和環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)。由于氣候等屬于外因，無法改變，所以，只能從內(nèi)因方面改進(jìn)。造成導(dǎo)電部分銹蝕的內(nèi)因是多方面，比如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料選擇和檢修工藝等。

3.3.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

比如轉(zhuǎn)動(dòng)軸承內(nèi)部銹蝕，關(guān)鍵是沒有采用可靠的密封措施，且與采用的潤(rùn)滑脂有關(guān)；折疊式平衡彈簧的銹蝕是因?yàn)樵O(shè)計(jì)上沒有采用密封結(jié)構(gòu)而造成的；導(dǎo)電管和傳動(dòng)管內(nèi)部積水導(dǎo)致的生銹是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)上沒有考慮防水所致。

3.3.2 材料選材

金屬部件的選材不當(dāng)是銹蝕發(fā)生內(nèi)因中的主要原因，比如螺栓、螺母、機(jī)構(gòu)箱、軸銷和彈簧等采用了普通金屬材料，戶外設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，必然造成金屬氧化，即銹蝕。

3.3.3 檢修維護(hù)不到位

不按時(shí)檢修維護(hù)高壓隔離開關(guān)，甚至長(zhǎng)期不重視銹蝕的檢修防護(hù)，是產(chǎn)生銹蝕的內(nèi)因之一。即使材料的抗腐蝕性能強(qiáng)、防護(hù)做的好，如果不按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定期進(jìn)行維護(hù)，也會(huì)導(dǎo)致銹蝕發(fā)生。

4 高壓隔離開關(guān)常見故障的處理措施

4.1 隔離開關(guān)過度發(fā)熱的處理辦法

隔離開關(guān)過度發(fā)熱的處理辦法有以下3種：①隔離開關(guān)觸頭過熱時(shí)，應(yīng)按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行動(dòng)、靜觸頭上的積污清理工作，同時(shí)，擦拭觸頭金屬部分至發(fā)亮狀態(tài)，并按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)涂上導(dǎo)電膏。②觸頭表面氧化。需要在檢修刀閘時(shí)，用銼刀和砂布等工具對(duì)金屬接觸部分進(jìn)行處理，使接觸面保持平整，并具有金屬亮度；涂上適量的電力脂，再測(cè)量隔離開關(guān)的接觸電阻。③動(dòng)、靜觸頭接觸不良時(shí)，應(yīng)在安裝和檢修中對(duì)螺栓進(jìn)行壓緊，并在接觸部分涂電力脂，以提高其導(dǎo)電性能，防止接觸部分腐蝕或氧化。

4.2 瓷瓶斷裂故障的處理辦法

對(duì)于瓷絕緣子的斷裂問題，必須予以高度重視、精修治理。應(yīng)抓住源頭，廠家要嚴(yán)格絕緣瓷瓶的工藝設(shè)計(jì)和流程，控制生產(chǎn)過程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；每個(gè)絕緣瓷瓶都應(yīng)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)試驗(yàn)，產(chǎn)品合格后再出廠銷售，隔離開關(guān)制造廠要把好外購零件關(guān)，杜絕使用不合格的零件，運(yùn)營(yíng)和建設(shè)單位要嚴(yán)格落實(shí)采購技術(shù)政策，選用技術(shù)可靠、整體質(zhì)量?jī)?yōu)良的隔離開關(guān)。

4.3 隔離開關(guān)銹蝕的處理辦法

多種因素造成了隔離開關(guān)金屬導(dǎo)電部分的銹蝕。螺母、機(jī)構(gòu)箱、軸銷和螺栓等部件可采用性能更好的不銹鋼材料，操作機(jī)構(gòu)箱外殼可以選用鑄鋁整體結(jié)構(gòu)；對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承內(nèi)部、折疊式開關(guān)彈簧進(jìn)行可靠的密封；對(duì)導(dǎo)電管和傳動(dòng)管內(nèi)部進(jìn)行防水設(shè)計(jì)；提高行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使制造廠家意識(shí)到防腐、防銹是高壓隔離開關(guān)安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在，設(shè)備采購部門應(yīng)做好產(chǎn)品檢驗(yàn)招標(biāo)的入口管理；供電段等設(shè)備管理單位在日常檢修維護(hù)中，應(yīng)切實(shí)將金屬部分防銹蝕工作落到實(shí)處。

5 結(jié)束語

隨著電氣化鐵路大規(guī)模建設(shè)并投入運(yùn)營(yíng)，牽引變配電所的數(shù)量也在逐漸增加。為了降低勞動(dòng)力成本，值班人員數(shù)量不可能大幅度增長(zhǎng)，特別遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用后，更是減少了對(duì)值班人員的需求。這就要求形成可靠的技術(shù)保證體系，從設(shè)備選型到安裝質(zhì)量，再到檢修維護(hù)都要求具有高可靠性、高安全性，免維護(hù)、少維修逐漸成為當(dāng)前開關(guān)設(shè)備的檢修目標(biāo)，從而減少運(yùn)行維護(hù)工作量，保證供電系統(tǒng)的可靠性、安全性。

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〔編輯：張思楠〕

Abstract： Traction substation is the railway power supply system to achieve power conversion hub. The high-voltage switch is the important high-voltage switch in the traction substation， and is also a widely used equipment.. With the extensive application of integrated telecontrol system， one on duty substation gradually into an empty variable power distribution transition， improvement on duty will inevitably bring about the changes in maintenance mode， and gradually by the “regular” change to “state”. However， the maintenance cycle of the “status repair” gradually extended， once the high voltage isolated switch faults occur， it will directly affect the whole traction power supply system and railway traffic safety.. High-voltage isolating switches from the role， in the operation of the common fault and its causes and repair methods are described， want to have certain guiding significance to the field equipment maintenance.

Key words： partition switch； running fault； maintenance method； power supply system