油田電網(wǎng)35kV隔離開關(guān)常見故障分析與維護

宋春霞++馬廣俊++邵志宏

[摘 要]近年來，針對勝利油田所轄變電站35kV高壓隔離開關(guān)在運行中出現(xiàn)了一些故障，隨著電力系統(tǒng)受到的損失不斷加大，使得人們對隔離開關(guān)的故障問題開始關(guān)注。本文介紹了高壓交流隔離開關(guān)性能的基本要求，舉出了系統(tǒng)中隔離開關(guān)比較頻繁發(fā)生的故障與事故，提出了一些相應(yīng)解決辦法，同時希望通過加強運行巡視和檢修維護質(zhì)量的提高，提高高壓交流隔離開關(guān)的運行質(zhì)量，減少故障，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

[關(guān)鍵詞]高壓交流隔離開關(guān)；銹蝕；卡澀；發(fā)熱異常；瓷瓶斷裂

中圖分類號：TM564 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）09-0389-01

前言

隔離開關(guān)在電力系統(tǒng)中起著隔離電源、改變系統(tǒng)運行方式、分合小負荷電流、進行倒閘操作等重要作用。由于其操作原理和結(jié)構(gòu)較簡單，通常沒有嚴格的大修周期規(guī)定，按慣例一般隨主設(shè)備大修而進行。但隨著近幾年勝利油田電網(wǎng)無人值班變電站改造及變電設(shè)備由定期檢修制向狀態(tài)檢修制的逐步過渡，主設(shè)備的大修周期在逐漸延長，因而運行中的35kV隔離開關(guān)出現(xiàn)的問題大幅上升，直接影響系統(tǒng)的供電可靠性和安全性。本文就35kV隔離開關(guān)一些故障問題進行了分析，并結(jié)合問題提出解決辦法。

一、高壓隔離開關(guān)的技術(shù)要求

在電網(wǎng)中，高壓隔離開關(guān)用來合、分無負荷的電路及電氣設(shè)備，其功能主要包括實現(xiàn)輸送電力和安全隔離的作用，即在合閘狀態(tài)能可靠地通過正常工作電流和規(guī)定短時間內(nèi)的異常（故障）電流，而在分閘狀態(tài)時觸頭間有符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開點，使負荷側(cè)電力設(shè)備與電源安全隔離。對隔離開關(guān)的功能要求相對較少，所以其結(jié)構(gòu)相對比較簡單，沒有滅弧裝置，不能用來接通和斷開負荷電流。高壓隔離開關(guān)是戶外式結(jié)構(gòu)，絕大多數(shù)處在比較惡劣的戶外條件下運行，直接暴露在大氣環(huán)境中工作，容易受到環(huán)境和氣候條件的影響，產(chǎn)品設(shè)計和制造應(yīng)充分考慮這個因素，以保證在雨、風、冰、雪、灰塵、嚴寒和酷熱等條件下均能可靠地工作。

二、隔離開關(guān)常見故障分析

隔離開關(guān)運行中常見的故障類型有以下幾種：瓷瓶斷裂故障、機構(gòu)問題、導(dǎo)電回路發(fā)熱。在系統(tǒng)運行中，隔離開關(guān)有比較多的缺陷和故障，涉及到多方面的問題?？梢詺w納為機構(gòu)問題，包括操作卡澀以及合分閘不到位、銹蝕、進水受潮、潤滑干澀、機構(gòu)卡澀、輔助開關(guān)失靈等，這些缺陷不同程度上導(dǎo)致開關(guān)合分閘不正常，拒動和合分閘不到位；其次是導(dǎo)電系統(tǒng)接觸不良使得導(dǎo)電回路發(fā)熱異常，其原因是開關(guān)觸頭彈簧失效使接觸不良或者是合閘不到位，還有導(dǎo)電回路松動、開裂等，還有的是導(dǎo)電回路結(jié)構(gòu)不良的問題；對安全運行威脅最大的是瓷瓶斷裂故障，影響最為嚴重。

2.1 絕緣子斷裂故障

絕緣子斷裂與電瓷廠產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)，也與隔離開關(guān)整體質(zhì)量有關(guān)，絕緣子澆制不均等問題，此外還有水泥膠裝的問題。另外質(zhì)檢手段不嚴也給運行留下隱患，有缺陷和有隱患的絕緣子沒有被檢測出來，被組裝成產(chǎn)品后，對安全運行構(gòu)成極大的威脅。

除了支持絕緣子外，旋轉(zhuǎn)絕緣子斷裂故障也時有發(fā)生，旋轉(zhuǎn)絕緣子操作時主要受扭力作用，瓷瓶斷裂事故至今仍不能有效的予以防止。

對瓷絕緣子斷裂問題，必須要綜合進行治理，首先從源頭上抓起，絕緣子制造廠要嚴格工藝，穩(wěn)定生產(chǎn)過程，每個絕緣子都應(yīng)經(jīng)過認真檢驗，保證合格品才能出廠，隔離開關(guān)制造廠要把好外購件關(guān)，加強檢驗，提高隔離開關(guān)整體質(zhì)量。對同型號隔離開關(guān)在手動操作時比較其操作力矩，如出現(xiàn)操作困難，切忌強行進行操作。更好的方法是要開展隔離開關(guān)支柱瓷瓶缺陷檢測新技術(shù)的試點和推廣，進一步研究開發(fā)瓷瓶缺陷在線監(jiān)測工作。建議在小修或大修檢查時，應(yīng)適當增加空載機械操作次數(shù)，以提高瓷瓶缺陷在停電操作中暴露的概率，有的檢修時只操2～3次，實在太少了。

2.2 機構(gòu)問題

機構(gòu)問題表現(xiàn)為拒動或分合閘不到位，往往在倒閘操作時發(fā)生。很多情況下故障不會擴大，現(xiàn)場可以進行臨時檢修和處理，當然會耽誤停送電時間。發(fā)生問題的以老舊的GW4、GW7型開關(guān)居多，還有GW6隔離開關(guān)曾發(fā)生合閘后自動分閘故障（主要是平衡彈簧材質(zhì)和工藝不良，甚至在運行中平衡彈簧銹斷）；GW10、GW11產(chǎn)品曾發(fā)生閘刀三相拐臂的角度調(diào)整不對，機構(gòu)輸出軸法蘭角度調(diào)整不到位，扇型齒輪爆齒，導(dǎo)致萬向節(jié)法蘭與機構(gòu)法蘭連接螺絲被切斷、機構(gòu)的限位開關(guān)鑄鐵件被打斷、分合閘不到位等故障。

隔離開關(guān)在出廠時或安裝后剛投產(chǎn)時，合分閘操作還比較正常。但過不了多久，有的在一、二年后，就會出現(xiàn)各種各樣問題。有的因機構(gòu)進水，操作時轉(zhuǎn)不動，有的會發(fā)生操作時連桿扭彎，甚至轉(zhuǎn)動瓷瓶與滑線軸間已擰成麻花，還有的在連桿焊接處斷裂而操作不動。總之，由于機構(gòu)卡澀問題會引起各種故障。

2.3 導(dǎo)電回路發(fā)熱

2.3.1 隔離開關(guān)發(fā)熱原因及特點

①運行年數(shù)長，設(shè)備趨于老化，靜觸指壓緊彈簧特性變壞，也可能是靜觸指單邊接觸， 觸頭夾緊彈簧松弛變形，夾力不夠?qū)е虏糠钟|指與動觸頭不接觸，使觸指與動觸頭接觸面減少，動靜觸頭存在污垢，還有是長期運行后材料易氧化銹蝕接觸電阻過大增加，觸指上有明顯的燒傷坑點而造成。②合閘不到位或剪刀式鉗夾結(jié)構(gòu)夾緊不良。合閘角度存在偏差，致使接觸面不夠，連接螺栓緊固不夠或過度致使螺栓斷裂。③迎峰度夏負荷較大時發(fā)熱頻繁。④常年處于穩(wěn)定大負荷狀態(tài)。

2.3.2 隔離開關(guān)發(fā)熱的處理

①進行溫度監(jiān)測，根據(jù)發(fā)熱溫度及發(fā)展速度決定是否需要向調(diào)度申請改變運行方式或減少負荷。②改變運行的方式。③檢修：隔離開關(guān)檢修一般更換靜觸頭彈簧夾和燒傷觸指，清除動靜觸頭氧化層，清洗動靜觸頭，涂導(dǎo)電膠，緊固螺栓，徹底的辦法是更換靜觸頭。采用動觸頭兩步運動的轉(zhuǎn)動式或插入式觸頭結(jié)構(gòu)將使產(chǎn)品質(zhì)量有所提高，用戶加強維護和堅持紅外監(jiān)測是減少和發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電回路發(fā)熱故障的有效手段。運行部門還應(yīng)繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗，希望通過制造廠和用戶的共同努力，使國產(chǎn)高壓隔離開關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量和運行水平得到提高。

三、35kV隔離開關(guān)運行維護、檢修方面建議

①年度開關(guān)單元檢修時，加強對35kV母線隔離開關(guān)檢修，應(yīng)列入計劃和規(guī)定。②隔離開關(guān)觸頭彈簧部件更換或整個靜觸頭的更換應(yīng)該視老化程度縮短周期。③動靜觸頭接觸面的電阻是發(fā)熱的主要原因，檢修后隔離開關(guān)導(dǎo)電回路電阻測量也是檢驗檢修質(zhì)量的手段，合格與否作為檢修設(shè)備投運的條件。④接點在線溫度監(jiān)測是發(fā)現(xiàn)接點發(fā)熱的主要手段，設(shè)備接點發(fā)熱比較隱蔽，巡視發(fā)現(xiàn)較為困難，在線測溫應(yīng)進一步加強；重點測溫是對普測發(fā)現(xiàn)溫升超過一定值的部位定期進行測溫；疑點測溫就是負荷較大時對大負荷點及可能發(fā)熱的部位進行在線測溫。⑤建立接點過熱的有關(guān)規(guī)定。⑥隔離開關(guān)接觸器很多無防護罩，運行中容易發(fā)生誤碰，應(yīng)考慮補裝完善。運行維護中要注意端子的緊固。箱門的密封圈易老化，要經(jīng)常更換，良好的密封可減少維護工作量。

四、結(jié)束語

為降低35kV隔離開關(guān)故障率，提高電網(wǎng)運行可靠性，必須加以足夠的重視。應(yīng)加強工藝質(zhì)量管理，根據(jù)設(shè)備自身結(jié)構(gòu)進行靈活處理；對于日常巡視，應(yīng)及時掌握設(shè)備運行狀況，發(fā)現(xiàn)故障盡快查明原因并排除隱患，保障電網(wǎng)安全可靠運行。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，隔離開關(guān)的不斷完善，性能不斷提高，建議各單位以安全為基礎(chǔ)，對設(shè)備進行完善化和更換，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻

[1] ISBN 978-7-5083-3631-2.丁書文.變電站綜合自動化技術(shù).中國電力出版社，2005.01.

[2] ISBN 7-5083-2857-4.李建基.高壓開關(guān)設(shè)備實用技術(shù).中國電力出版社，2005.01.