220kV母線側(cè)隔離開關(guān)常見故障及處理

程銳

摘 要：四川500kV變電站220kV部分多采用雙母雙分段設(shè)計(jì)，母線側(cè)隔離開關(guān)往往由于僅在出線線路或母線單一停電時(shí)仍為帶電設(shè)備，不具備檢修條件造成隔離開關(guān)設(shè)備年久失修，故障較為頻發(fā)，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行。該文結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)設(shè)備常見故障進(jìn)行分析，并提出具體的解決措施。

關(guān)鍵詞：隔離開關(guān) 故障分析 處理措施

中圖分類號(hào)：TM933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）09（c）-0086-02

220kV母線側(cè)隔離開關(guān)隨著運(yùn)行時(shí)間增加，同時(shí)受停電條件限制，通常會(huì)出線接頭發(fā)熱、機(jī)構(gòu)卡澀、分合閘不到位、動(dòng)靜觸頭夾不緊，傳動(dòng)部件銹蝕等現(xiàn)象。導(dǎo)致設(shè)備故障較為頻發(fā)，往往為了處理缺陷，造成母線或出線線路的非計(jì)劃停運(yùn)，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行。

1 隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)原理

1.1 隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)

隔離開關(guān)供高壓線路在有電壓無負(fù)載時(shí)分、合線路，以及對(duì)被檢修的高壓母線、斷路器等實(shí)現(xiàn)安全的電氣隔離。

目前在我分部大量運(yùn)行的西安西電高壓開關(guān)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的GW10型與山東泰開隔離開關(guān)有限公司生產(chǎn)的GW22型隔離開關(guān)均為單柱單臂垂直伸縮式，由底座、支柱絕緣子、旋轉(zhuǎn)絕緣子、導(dǎo)電系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等部分組成。

其中導(dǎo)電系統(tǒng)主閘刀采用單臂伸縮式結(jié)構(gòu)，由靜觸頭、導(dǎo)電臂組成。靜觸頭由靜觸桿、鋼芯鋁絞線、導(dǎo)電板、母線夾具組成，靜觸桿為鍍銀銅管，導(dǎo)電板為鍍銀鋁板。導(dǎo)電臂由上導(dǎo)電管、連軸節(jié)、下導(dǎo)電管、基座組成。動(dòng)觸頭裝在上導(dǎo)電管的頂部，觸片有較長(zhǎng)的接觸面，接觸壓力由上導(dǎo)電管內(nèi)部的頂壓脫扣裝置產(chǎn)生并保持穩(wěn)定的壓力值。[1]

1.2 隔離開關(guān)的運(yùn)動(dòng)原理

西安西電GW10型與山東泰開GW22型隔離開關(guān)均采用CJ6型電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)通過接頭、連桿、法蘭驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)絕緣子轉(zhuǎn)動(dòng)90?，旋轉(zhuǎn)絕緣子與基座上的傘齒輪相連，通過一對(duì)傘齒輪的嚙合改變力的方向，由拐臂、連桿構(gòu)成的四連桿系統(tǒng)帶動(dòng)下導(dǎo)電管在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。下導(dǎo)電管內(nèi)的齒條與齒輪箱內(nèi)的齒輪可靠嚙合，上導(dǎo)電管與連軸叉裝配在一起，齒輪通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)連軸叉，從而帶動(dòng)上導(dǎo)電管隨下導(dǎo)電管的轉(zhuǎn)動(dòng)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)隔離開關(guān)接近合閘時(shí)，齒輪箱頂端斜面接觸滾輪并推動(dòng)滾輪沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)拉桿運(yùn)動(dòng)，使夾緊彈簧被壓縮，使得觸指平行夾緊靜觸頭導(dǎo)電管，并保持適當(dāng)壓力，合閘運(yùn)動(dòng)結(jié)束；分閘操作過程與此相反，使上下導(dǎo)電管折疊，放置于基座上方，與靜觸頭間形成清晰可見的垂直斷口。

2 典型缺陷及處理

2.1 發(fā)熱類缺陷

2.1.1 發(fā)熱缺陷案例

由于氣溫及負(fù)荷的變化，會(huì)引起各部件及緊固螺栓的熱脹冷縮，當(dāng)各部件及緊固螺栓的熱脹冷縮系數(shù)不一致時(shí)，將會(huì)引起各連接螺絲松動(dòng)，從而使接觸不良，從而導(dǎo)致發(fā)熱類缺陷發(fā)生，特別是在迎峰度夏等負(fù)荷急劇增加時(shí)更易出現(xiàn)。對(duì)各個(gè)螺栓接頭部位的緊固、處理需引起高度重視。

圖1為動(dòng)觸頭軟連接松動(dòng)造成接頭發(fā)熱缺陷，溫度達(dá)到156℃，從圖1（b）可以明顯看出發(fā)熱氧化痕跡。

圖2為隔離開關(guān)基座與設(shè)備線夾處發(fā)熱缺陷，溫度達(dá)到157℃。

圖3為隔離開關(guān)靜觸頭導(dǎo)電板接頭發(fā)熱缺陷，溫度達(dá)到102℃。

以上3處均為典型的導(dǎo)電部位接觸不良引起的發(fā)熱類缺陷，通過停電后檢查可以明顯看到接線連接部位有高溫過熱甚至金屬表面發(fā)白痕跡。

2.1.2 發(fā)熱缺陷處理措施

為避免類似缺陷再次出現(xiàn)，需要求檢修人員在設(shè)備停電后對(duì)導(dǎo)電接頭部位包括設(shè)備接線板、上下導(dǎo)電臂間軟連接、動(dòng)觸頭處的軟連接等連接部位進(jìn)行檢查并使用力矩扳手按廠家給定的力矩值緊固連接螺絲，對(duì)氧化明顯或接觸不好的部位還需拆下處理后復(fù)裝，對(duì)銅與銅接觸表面應(yīng)使用砂布擦掉氧化層后立即在其表面涂適量導(dǎo)電脂。對(duì)動(dòng)、靜觸頭鍍銀的接觸面需使用丙酮或酒精進(jìn)行清潔并涂上工業(yè)凡士林油。通過以上措施，保證隔離開關(guān)的導(dǎo)電部位各接觸面表面清潔、連接緊固，回路電阻測(cè)試值達(dá)到設(shè)備制造廠家的規(guī)定值要求。

2.2 傳動(dòng)部位卡澀類缺陷

2.2.1 卡澀類缺陷案例

在對(duì)母線側(cè)隔離開關(guān)的運(yùn)行維護(hù)中，多次出現(xiàn)對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行分閘時(shí)動(dòng)觸頭觸片無法脫離靜觸桿、進(jìn)行合閘時(shí)動(dòng)觸頭觸片無法正常夾緊靜觸桿的異常情況。圖4即為一起典型的因傳動(dòng)部位卡澀造成隔離開關(guān)拒分的缺陷（見圖4）。

經(jīng)過停電后對(duì)設(shè)備的檢查發(fā)現(xiàn)，原因?yàn)樯蠈?dǎo)電管防雨罩無法真正防水以及排水孔堵塞引起導(dǎo)電管內(nèi)的夾緊彈簧、回復(fù)彈簧銹蝕失效，從而導(dǎo)致隔離開關(guān)動(dòng)觸頭觸片無法正常開合。

圖5為存在破裂缺陷的上導(dǎo)電管防雨罩部件。

2.2.2 卡澀類缺陷處理措施

針對(duì)上導(dǎo)電管防雨罩不能正常防水，雨水滲漏引發(fā)導(dǎo)電管內(nèi)部傳動(dòng)部件銹蝕、卡澀現(xiàn)象帶來隔離開關(guān)拒分、拒合的缺陷。經(jīng)運(yùn)行單位提出，會(huì)同設(shè)備生產(chǎn)廠家重新對(duì)頂部防雨罩部位進(jìn)行改進(jìn)。

采用新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的上導(dǎo)電管頂部的觸指完全在觸頭座外側(cè)安裝，不再伸入上導(dǎo)電管內(nèi)部，伸出導(dǎo)電管外的調(diào)節(jié)觸指夾緊力的頂桿為表面極為光滑的不銹鋼桿，而且與導(dǎo)電管觸頭座之間安裝有一個(gè)油封，油封與頂桿之間有一定的壓縮量，與觸頭座固定后圓周接縫處全部采用防水膠密封，可以可靠防止雨水進(jìn)入。導(dǎo)電管內(nèi)的復(fù)位彈簧及頂桿等零件均采用不銹鋼或鋁合金材質(zhì)，可以有效避免零部件的銹蝕卡滯。結(jié)構(gòu)見圖6。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，采用新設(shè)計(jì)后的隔離開關(guān)未再因防雨罩密封失效導(dǎo)致的拒分、拒合故障。

在對(duì)隔離開關(guān)運(yùn)動(dòng)卡澀的原因分析，發(fā)現(xiàn)零部件銹蝕是造成隔離開關(guān)運(yùn)動(dòng)卡澀的主要原因。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：由于結(jié)構(gòu)件焊縫或焊點(diǎn)處經(jīng)常會(huì)保留酸液。在戶外環(huán)境運(yùn)行中首先腐蝕.然后擴(kuò)大。容易導(dǎo)致大面積銹蝕。建議在隔離開關(guān)設(shè)計(jì)及制造時(shí)盡量采用非焊接結(jié)構(gòu)。如確需進(jìn)行焊接處理，必須保證焊接面防腐處理到位，防止從焊接部位銹蝕造成的傳動(dòng)部件卡澀。

在對(duì)隔離開關(guān)的日常維護(hù)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的檢修。操作機(jī)構(gòu)的部件有無開焊、變形或銹蝕現(xiàn)象，活動(dòng)絕緣子軸、銷、釘、緊固螺栓是否正常、齊全、緊固。各轉(zhuǎn)動(dòng)部件清洗并涂潤(rùn)滑脂。蝸輪式操作機(jī)構(gòu)，應(yīng)檢查各轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪與蝸桿的嚙合情況，不能有磨損、卡澀現(xiàn)象。操作機(jī)構(gòu)檢查完畢后，應(yīng)進(jìn)行分、合閘操作實(shí)驗(yàn)3～5次，以檢查操作機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)部分是否靈活和可靠。[2]

3 結(jié)語

隔離開關(guān)作為故障發(fā)生頻率較高的主設(shè)備，作為運(yùn)維單位，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備日常紅外測(cè)溫，切實(shí)做好停電檢修期間的對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電部件各項(xiàng)維護(hù)工作，以此提升設(shè)備的健康水平，減少主設(shè)備非計(jì)劃停運(yùn)事件的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] GW22A-252，型隔離開關(guān)安裝使用說明書[S].山東：山東泰開隔離開關(guān)有限公司，2008.

[2] 張珂磊.隔離開關(guān)常見故障分析及處理[J].水利水電技術(shù)，2014（6）：82-84.