高壓隔離開(kāi)關(guān)的故障處理

田斌　于輝　蔣坤

【摘 要】在國(guó)家大力發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的背景下，提出做好高壓隔離開(kāi)關(guān)故障處理工作的重要性。首先分析了高壓隔離開(kāi)關(guān)的工作原理，然后在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了異常發(fā)熱、拒分拒合、瓷瓶斷裂、零件銹蝕等高壓隔離開(kāi)關(guān)的常見(jiàn)故障，并結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，分析了相應(yīng)的高壓隔離開(kāi)關(guān)故障處理措施，最后就高壓隔離開(kāi)關(guān)故障檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提出了總結(jié)和展望。

【關(guān)鍵詞】高壓；隔離開(kāi)關(guān)；故障；發(fā)熱；銹蝕

0.引言

2009年，國(guó)家電網(wǎng)公司提出建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的戰(zhàn)略規(guī)劃，打造“運(yùn)行可靠、網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)”的綠色、低碳、節(jié)能電網(wǎng)。高壓隔離開(kāi)關(guān)是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備，其現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件相對(duì)惡劣，受到大氣污染、制造工藝、運(yùn)行維護(hù)等因素的影響，故障率相對(duì)較高。因此，有必要做好高壓隔離開(kāi)關(guān)的故障處理，提升對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行維護(hù)水平。

1.高壓隔離開(kāi)關(guān)工作原理分析

高壓隔離開(kāi)關(guān)是電網(wǎng)中最基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)電器之一，起到隔離電源、改變運(yùn)行方式、通斷負(fù)荷電流、進(jìn)行倒閘操作等作用，它通過(guò)操作機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)本地刀閘，完成相應(yīng)的分閘和合閘，以形成明顯的電路斷開(kāi)點(diǎn)，能夠完成相應(yīng)的接通和斷開(kāi)操作。高壓隔離開(kāi)關(guān)主要包括導(dǎo)電部分、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絕緣部分、支持底座等部分。

根據(jù)安裝地點(diǎn)的不同，可以分為屋內(nèi)式（GN型）和屋外型（GW型），高壓隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置，因此不具有開(kāi)斷負(fù)荷電流和短路電流的功能，因此通常與高壓斷路器配合使用。

2.高壓隔離開(kāi)關(guān)的常見(jiàn)故障及其處理措施

高壓隔離開(kāi)關(guān)在電力系統(tǒng)中的使用頻率非常高，同時(shí)運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣，面對(duì)制造工藝、氣候環(huán)境、運(yùn)行維護(hù)等方面的影響，高壓隔離開(kāi)關(guān)在運(yùn)行中容易出現(xiàn)銹蝕、過(guò)熱、接觸不良、密封不佳、機(jī)械故障等問(wèn)題。下文將對(duì)其中較為常見(jiàn)的幾種故障展開(kāi)討論。

2.1異常發(fā)熱

雖然高壓系統(tǒng)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)的觸頭質(zhì)量和制造工藝都有較高的要求，但高壓隔離開(kāi)關(guān)的異常發(fā)熱問(wèn)題仍不可避免。尤其是戶外型隔離開(kāi)關(guān)，由于暴露在戶外，很多部件大多裸露，受到雨水沖刷很容易引起零部件生銹，如果此時(shí)出現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)觸頭接觸不良、出線座銹蝕、各接線夾或螺栓連接部位松動(dòng)等情況，由于長(zhǎng)期通過(guò)電流可能導(dǎo)致異常發(fā)熱。一旦發(fā)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)出現(xiàn)異常發(fā)熱情況，必須立即向調(diào)度部門(mén)匯報(bào)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理，如果是雙母線接線方式中某一條母線的隔離開(kāi)關(guān)出現(xiàn)發(fā)熱，可以將負(fù)荷全部倒閘到另一條母線，再進(jìn)行故障處理，如果是單母線接線，應(yīng)該立即進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移，再進(jìn)行故障處理，盡快安排定位具體的故障原因。

例如，某變電站的GW5型高壓隔離開(kāi)關(guān)，在運(yùn)行中開(kāi)關(guān)接觸點(diǎn)部位經(jīng)常出現(xiàn)打火現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)停電檢修，發(fā)現(xiàn)該系列的隔離開(kāi)關(guān)觸頭為拉簧式，在運(yùn)行中接觸面由于缺少有效的維護(hù)，而出現(xiàn)氧化情況，當(dāng)通過(guò)接觸面的負(fù)荷電流過(guò)大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)打火現(xiàn)象，同時(shí)，每次打火時(shí)彈簧會(huì)出現(xiàn)退火，引起拉力降低，對(duì)隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行造成極大影響。對(duì)此，變電站及時(shí)采取了有效措施，采用了螺絲固定等法緩解彈簧疲勞，并對(duì)該隔離開(kāi)關(guān)保持嚴(yán)密監(jiān)視。

2.2拒分拒合

高壓隔離開(kāi)關(guān)的二次回路中連接的部件眾多，包括中斷器、熔接器、接觸器、輔助開(kāi)關(guān)、熱繼電器等，還有很多機(jī)械元件，包括觸頭、觸指、彈簧等，這些部件在長(zhǎng)期的使用中，都存在損壞或銹蝕的可能。高壓隔離開(kāi)關(guān)拒分拒合的表現(xiàn)形式主要有：

①高壓隔離開(kāi)關(guān)在合閘時(shí)不能制動(dòng)，閘門(mén)的觸頭頂住觸指。②觸頭與觸指僅能夠單邊接觸，或傳動(dòng)部件損壞，導(dǎo)致不能夠完全分合閘。③高壓隔離開(kāi)關(guān)的電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如元件損壞、保險(xiǎn)絲熔斷等。

導(dǎo)致高壓隔離開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障的原因是多方面的，包括機(jī)構(gòu)因素、電氣因素等。其中，機(jī)構(gòu)因素包括隔離開(kāi)關(guān)內(nèi)部的連桿、拐臂等元件銹蝕，或是因長(zhǎng)期的撞擊與摩擦，導(dǎo)致觸頭支架的強(qiáng)度不足，引起分合閘不到位。此時(shí)，應(yīng)該針對(duì)相應(yīng)的銹蝕部位進(jìn)行潤(rùn)滑，并更換不合格元件；電氣因素是指電動(dòng)機(jī)故障、控制電源故障、保險(xiǎn)絲斷裂等電氣故障，引發(fā)隔離開(kāi)關(guān)分不能分合閘。由于系統(tǒng)內(nèi)部各元器件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此應(yīng)該做好日常的檢修和維護(hù)。

2.3瓷瓶斷裂

在高壓隔離開(kāi)關(guān)的實(shí)際故障中，瓷瓶斷裂是危害性較大的一種故障，因瓷瓶斷裂可能導(dǎo)致短路，引發(fā)系統(tǒng)停電事故，嚴(yán)重時(shí)還可能損壞電氣設(shè)備和工作人員。在高壓隔離開(kāi)關(guān)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于隔離開(kāi)關(guān)的瓷瓶和法蘭是用水泥膠裝劑膠裝的，受到外界溫度變化影響時(shí)，水泥膠裝劑會(huì)產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，由于隔離開(kāi)關(guān)的法蘭、膠裝劑、瓷瓶的膨脹系數(shù)和收縮系數(shù)各不相同，因此一旦溫度變化波動(dòng)較大或操作頻繁時(shí)，可能引起瓷瓶破裂。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)實(shí)際分析，很多高壓隔離開(kāi)關(guān)的瓷瓶破裂與膠裝質(zhì)量不合格有關(guān)，在高壓隔離開(kāi)關(guān)瓷瓶破裂事后的事故分析中，發(fā)現(xiàn)很多瓷瓶膠裝時(shí)，或沒(méi)有使用緩沖墊、或有斷裂的木楔殘留在內(nèi)、或僅對(duì)法蘭口進(jìn)行簡(jiǎn)單膠裝而內(nèi)部未進(jìn)行必要的膠裝，這種情況下，會(huì)引起瓷瓶?jī)?nèi)部出現(xiàn)夾渣或夾層，隨著外界環(huán)境的變化引起裂紋，并逐步擴(kuò)大最終引起事故。

針對(duì)上述問(wèn)題，應(yīng)該從兩個(gè)方面加強(qiáng)管理。首先，嚴(yán)格對(duì)瓷瓶膠裝質(zhì)量的管理，膠裝不合格的瓷瓶應(yīng)不予采用，對(duì)瓷柱涂抹專(zhuān)用的防護(hù)膠，提升其對(duì)溫度的適應(yīng)能力，延長(zhǎng)使用壽命。在運(yùn)行中，還可以采用補(bǔ)強(qiáng)柱的方式來(lái)提升瓷瓶的強(qiáng)度，目前主要有50%和100%兩種強(qiáng)度的增強(qiáng)瓷柱，對(duì)于溫度變化劇烈或運(yùn)行條件惡劣的高壓隔離開(kāi)關(guān)，可以酌情采用。此外，做好瓷瓶的無(wú)損檢測(cè)，目前常用的檢測(cè)方式有超聲波檢測(cè)和TEV暫態(tài)電壓檢測(cè)等方法，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)微小的瓷瓶裂縫，起到防患于未然的作用。

2.4零件銹蝕

受到周?chē)h(huán)境的影響，高壓隔離開(kāi)關(guān)零件銹蝕不可避免。運(yùn)行年數(shù)越長(zhǎng)，開(kāi)關(guān)設(shè)備趨于老化，加上雨雪沖刷、潮濕氣候的影響，隔離開(kāi)關(guān)的零件出現(xiàn)生銹卡澀。同時(shí)，高壓隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行環(huán)境中灰塵較大，污垢堵塞和氧化作用也會(huì)引起零件銹蝕，導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)故障。

針對(duì)零件銹蝕故障，首先應(yīng)該做好隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行維護(hù)，定期對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行除塵除垢工作，對(duì)隔離開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)部件涂抹潤(rùn)滑油，某些容易銹蝕的元件涂抹防銹漆或二硫化鉬，定期更換腐蝕嚴(yán)重的零部件，母線因故停電檢修時(shí)，可以順便進(jìn)行隔離開(kāi)關(guān)的檢修和維護(hù)工作。其次，做好隔離開(kāi)關(guān)的材料選型，選用導(dǎo)電性能較好的觸頭，刀閘固定螺栓使用不銹鋼材料，金屬件都應(yīng)該使用熱鍍鋅工藝，尤其是某些濕度高、空氣鹽度高的特殊地區(qū)，應(yīng)該適當(dāng)縮短隔離開(kāi)關(guān)的檢修周期。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程不斷深入，對(duì)電網(wǎng)可靠性的要求日益增強(qiáng)，國(guó)家電網(wǎng)公司投入大量資金進(jìn)入電力一次設(shè)備的技術(shù)研發(fā)和制造，在此背景下，高壓隔離開(kāi)關(guān)作為電力系統(tǒng)內(nèi)部最重要的高壓電器設(shè)備，有必要積極做好故障分析和處理，加大巡視和檢查力度，積極研發(fā)新的隔離開(kāi)關(guān)故障檢測(cè)與處理技術(shù)，以保障我國(guó)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 [科]

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