敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)典型結(jié)構(gòu)與故障分析

肖丹，彭詩(shī)怡，周濤濤

（1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局，昆明650217；2.武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖北武漢430072）

0前言

高壓隔離開(kāi)關(guān)是電力系統(tǒng)中使用量最大、應(yīng)用范圍最廣的高壓電器設(shè)備，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、選材、加工、安裝調(diào)試等方面的把控均不夠嚴(yán)格，而在檢修方面，更是沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?？傮w來(lái)看，一方面，隔離開(kāi)關(guān)質(zhì)量不過(guò)關(guān)，另一方面，隔離開(kāi)關(guān)用量大、工作范圍廣、而且往往在環(huán)境較為惡劣的戶(hù)外，所以長(zhǎng)期以來(lái)隔離開(kāi)關(guān)故障頻繁發(fā)生得不到解決[1-3]。本文意在從隔離開(kāi)關(guān)的基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，歸納常用型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)的典型故障，分析不同型號(hào)之間隔離開(kāi)關(guān)常見(jiàn)故障的異同，探究其故障背后的原因，為隔離開(kāi)關(guān)的生產(chǎn)與檢修提供參考。

1隔離開(kāi)關(guān)典型結(jié)構(gòu)與故障

隔離開(kāi)關(guān)的型號(hào)雖然有所不同，但其基本構(gòu)成相同，均包括開(kāi)斷元件、支撐絕緣件、傳動(dòng)元件、基座及操動(dòng)機(jī)構(gòu)五個(gè)基本部分，如圖1所示，這五個(gè)部分之間相互關(guān)聯(lián)。

其中開(kāi)斷元件主要包括觸頭部分，是開(kāi)斷電路的直接元件。由于接觸部分存在接觸電阻，其值與壓力、接觸面情況等因素均有關(guān)系，因此在實(shí)際運(yùn)行中，常常容易由于生銹、臟污等各種原因?qū)е陆佑|電阻增大，由此引發(fā)接觸部分發(fā)熱嚴(yán)重甚至在觸頭上留下灼燒痕跡等。

支撐絕緣件主要是指支柱絕緣子，其作用是使導(dǎo)電部分具有可靠對(duì)地絕緣。由于支柱絕緣子連接各傳動(dòng)部分，在隔離開(kāi)關(guān)分合閘操作過(guò)程中受到多種力的作用，所以在實(shí)際運(yùn)行中常常發(fā)生傾斜或斷裂等典型故障。

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括隔離開(kāi)關(guān)各連桿、軸承、齒輪、拐臂等機(jī)械構(gòu)件。主要作用是通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，完成力的傳遞，實(shí)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)分、合閘。因此其典型故障是各部件由于生銹等原因無(wú)法完成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或是由于力的作用發(fā)生形變和損壞。

基座一般是水泥底座、支撐鋼件和底座槽鋼等組成，其余各部分固定在基座上，由于基座主要是起支撐作用，受力較為穩(wěn)定，所以發(fā)生損壞較少，但基座若安裝不水平或者存在別的問(wèn)題，容易影響固定在其上面其它部分的受力，造成其他基本結(jié)構(gòu)的元件發(fā)生損壞。

圖1隔離開(kāi)基本結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)故障

圖2各類(lèi)型隔離開(kāi)關(guān)典型故障

操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制回路和手動(dòng)機(jī)構(gòu)等。一般故障原因?yàn)槎卧豢煽炕螂妱?dòng)機(jī)故障等。

常見(jiàn)隔離開(kāi)關(guān)的根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為雙柱水平旋轉(zhuǎn)式、單柱單臂垂直伸縮式、雙柱水平伸縮式、三柱水平旋轉(zhuǎn)式四種。各類(lèi)型的隔離開(kāi)關(guān)典型故障如圖2所示。其中，各類(lèi)型隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生瓷瓶斷裂和操作機(jī)構(gòu)故障基本相同。而觸頭故障和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障由于各類(lèi)型隔離開(kāi)關(guān)的觸頭結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)有所不同，表現(xiàn)形式也有所不同。

2共同故障分析

2.1絕緣子斷裂故障分析

在高壓隔離開(kāi)關(guān)的多種典型機(jī)械故障中，支柱瓷絕緣子發(fā)生斷裂對(duì)運(yùn)行和人員安全帶來(lái)的危害性最大[4]，對(duì)隔離開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)是難以挽回的毀滅性破壞，只能進(jìn)行整體更換。國(guó)家電網(wǎng)公司曾在2002年對(duì)高壓支柱瓷絕緣子斷裂事故進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì)[5]，涉及隔離開(kāi)關(guān)的事故比例高達(dá)81%。隨著國(guó)家電網(wǎng)對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)完善化的高度重視和努力推進(jìn)，近年來(lái)，支柱絕緣子生產(chǎn)工藝、隔離開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)和安裝工藝都有了顯著提高，有關(guān)絕緣子斷裂事故的報(bào)道大幅減少，但仍時(shí)有發(fā)生[6-7]。

支柱絕緣子發(fā)生斷裂主要受到質(zhì)量和作用力兩方面影響，如圖3所示。絕緣子的質(zhì)量主要與絕緣子的制作工藝和安裝工藝相關(guān)，質(zhì)量不良主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）瓷質(zhì)的致密度差。燒制過(guò)程中溫度控制不合理、還原時(shí)間或氣氛不夠、干燥過(guò)程過(guò)快或過(guò)慢都會(huì)對(duì)絕緣子的瓷質(zhì)產(chǎn)生巨大影響，使得瓷體內(nèi)部存在大量的氣孔和微觀(guān)裂紋，機(jī)械強(qiáng)度極低，在應(yīng)力的作用下極易斷裂[5]；

2）支柱絕緣子中有夾層夾渣。在擠制過(guò)程中，因擠刀過(guò)于光滑，使支柱絕緣子產(chǎn)生夾層，但在外面不容易發(fā)現(xiàn)，就可能在夾層處斷裂。夾渣引起斷裂是因?yàn)閵A渣周?chē)厝挥形⑿×鸭y，這種微小裂紋在外力的作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中，使裂紋發(fā)展，最后斷裂。

3）澆注質(zhì)量差?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)瓷柱絕緣子解剖表明膠裝質(zhì)量問(wèn)題較多，例如有的未加緩沖墊，有的定位木楔用后斷在里面未拿掉，有的只膠裝了法蘭口一圈，里面沒(méi)有膠裝劑[9]；有的水泥膠裝不實(shí)，有間隙空洞缺陷，會(huì)造成應(yīng)力分布不均，操作后松動(dòng)、進(jìn)水等不良后果。由于支柱絕緣子根部受到的應(yīng)力最大，當(dāng)法蘭和支柱絕緣子澆注質(zhì)量較差或兩者不垂直時(shí)，都有發(fā)生斷裂的隱患。另外，絕緣子的破壞負(fù)荷與膠裝比有近正比的關(guān)系。（膠裝比為膠裝深度與瓷件直徑之比，一般為0.6）[8]。

圖3瓷瓶斷裂故障原因

但即使在出廠(chǎng)檢驗(yàn)中合格、安裝工藝也符合標(biāo)準(zhǔn)的絕緣子也存在斷裂事故，主要原因是受到超出預(yù)期正常大小的力，主要來(lái)源包括：

a.膠裝劑和絕緣子還有金屬部件三種材料具有很大的差異性，在較大溫差下易由于膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致形變，產(chǎn)生相互之間的擠壓和作用力[9]；

b.操作方法不當(dāng)、用力過(guò)猛，使得支柱絕緣子受到過(guò)大橫向沖擊力；

c.安全系數(shù)取值偏低。絕緣子選型采用傳統(tǒng)理論計(jì)算未考慮風(fēng)壓，但如果所處位置在較高風(fēng)口處，風(fēng)壓較一般地面也應(yīng)增大20%～50%，給絕緣子帶來(lái)較大橫向力。

另外，在隔離開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中，由于機(jī)械部件存在疲勞性，本身的機(jī)械強(qiáng)度易降低，連接處也可能出現(xiàn)松動(dòng)導(dǎo)致受力不平衡，而且在實(shí)際中發(fā)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)投產(chǎn)時(shí)間與支柱絕緣子生產(chǎn)日期存在較大差異，甚至有的支柱絕緣子的生產(chǎn)日期比隔離開(kāi)關(guān)實(shí)際投運(yùn)時(shí)間要早兩年，這使得絕緣子的實(shí)際使用壽命比預(yù)計(jì)的使用壽命要短[10]，因此應(yīng)當(dāng)注意對(duì)于隔離開(kāi)關(guān)絕緣子的檢查與檢測(cè)。

2.2操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障分析

常見(jiàn)隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào)主要有CJ 型、MH93型和CMM 型等。不同型號(hào)的隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘控制回路雖有所不同，但其分合閘控制基本原理相似[11]。

按操作實(shí)現(xiàn)情況分類(lèi)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為四類(lèi)：無(wú)法遠(yuǎn)控分合閘，但可實(shí)現(xiàn)就地分合閘；無(wú)法就地分合閘，但可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控分合閘；無(wú)法遠(yuǎn)控及就地分合閘，按接觸器磁吸可分合閘；僅可手搖操作分合閘。具體故障表象包括：

1）隔離開(kāi)關(guān)拒動(dòng)；

2）在隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭到位后，隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)不能正常切換，電機(jī)不停止運(yùn)行；

3）電機(jī)空轉(zhuǎn)但隔離開(kāi)關(guān)不運(yùn)動(dòng)；

4）機(jī)械聯(lián)鎖失靈。

造成這些故障的主要原因有：

a.機(jī)構(gòu)箱內(nèi)微動(dòng)開(kāi)關(guān)、熱繼電器、接觸器等二次元件易出現(xiàn)接觸不良[12-13]；

b.造成原因?yàn)楦綦x開(kāi)關(guān)的位置信號(hào)是采用操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的輔助接點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。由于這些輔助接點(diǎn)受運(yùn)行環(huán)境、電機(jī)運(yùn)行狀況、傳動(dòng)裝置、金屬部件銹蝕影響較大，常常轉(zhuǎn)換不可靠[15]；

c.絲杠、絲母故障較多[18]。絲桿與絲母加工精度不夠。兩者裝配調(diào)整不當(dāng)，以及長(zhǎng)期工作后出現(xiàn)螺紋損傷(絲母為鑄銅件,承力后螺紋碎裂脫落)，絲杠、絲母螺紋間隙增大等問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致絲桿與絲母不嚙合，絲母空轉(zhuǎn)無(wú)法帶動(dòng)輸出軸做功[12]；

d.不按聯(lián)鎖的操作順序、強(qiáng)行操作造成聯(lián)鎖板損壞變形；接地隔離開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖板與主隔離開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖板之間有間隙，接地隔離開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖板固定螺釘松動(dòng)使閉鎖角度變化均會(huì)導(dǎo)致閉鎖失靈。

3常見(jiàn)隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)與故障

3.1雙柱水平旋轉(zhuǎn)式

GW 4型隔離開(kāi)關(guān)是典型的雙柱水平旋轉(zhuǎn)式隔離開(kāi)關(guān)，三相之間通過(guò)水平拉桿連接傳動(dòng)。主要用于220 kV 及以下的線(xiàn)路當(dāng)中。

圖4水平雙柱式隔離開(kāi)關(guān)示意圖

其工作機(jī)理如圖4所示，由操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)垂直連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，垂直連桿通過(guò)連桿帶動(dòng)主動(dòng)級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)級(jí)通過(guò)柱間交叉連桿和相間連桿帶動(dòng)同相的從動(dòng)級(jí)和其他相的主動(dòng)級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)，其他相的主動(dòng)級(jí)再帶動(dòng)從動(dòng)級(jí)，實(shí)現(xiàn)整體的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)上部觸頭的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)合閘與分閘過(guò)程。

3.1.1觸頭故障

GW 4型的導(dǎo)電臂包括左右兩個(gè)部分，分別為觸指?jìng)?cè)觸頭與柱型觸頭側(cè)觸頭，如圖5所示，這兩側(cè)觸頭分別固定在兩個(gè)瓷柱上，做水平分合閘，通過(guò)導(dǎo)電臂前段的觸指與柱型觸頭在兩個(gè)瓷柱中間接觸完成導(dǎo)電。

圖5觸頭結(jié)構(gòu)示意圖

常見(jiàn)的觸頭故障包括閉合時(shí)觸頭頂住觸指、柱形觸頭頂住外殼、觸頭與觸指單邊接觸等引起的分合閘不到位或兩側(cè)觸指變形相差較大。在掛母線(xiàn)后，未保證觸頭的插入深度、合閘時(shí)兩導(dǎo)電臂不呈直線(xiàn)，分閘時(shí)兩導(dǎo)電臂呈八字形，以及觸頭接觸不良，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重。現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)很多大負(fù)荷線(xiàn)路的隔離開(kāi)關(guān)的觸指尾部定位端子和定位槽或多或少都有燒熔的痕跡[14]。造成原因主要包括：

1）隔離開(kāi)關(guān)在合閘位置時(shí)，觸指完全靠彈簧的拉緊作用來(lái)保證它與觸頭間有足夠的接觸壓力和較小的接觸電阻，彈簧長(zhǎng)期處于受拉狀態(tài)而疲勞，導(dǎo)致合閘不到位[14]；

圖6觸頭分合閘不到位

2）條形觸指排列不整齊，各觸指張開(kāi)角度大小不一樣，當(dāng)電動(dòng)閉合時(shí)，靠近觸頭中心線(xiàn)的條形觸指被頂住使隔離開(kāi)關(guān)閉合不到位；

3）觸指進(jìn)水生銹，導(dǎo)致觸頭無(wú)法運(yùn)動(dòng)至規(guī)定位置，出現(xiàn)分合閘不到位；

4）長(zhǎng)期運(yùn)行中接觸面表面氧化、臟污等原因?qū)е陆佑|電阻過(guò)大并引起發(fā)熱等；

5）分閘困難時(shí)，觸頭部分可能產(chǎn)生電弧，造成發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀觸頭。3.1.2傳動(dòng)問(wèn)題

由GW 4型的結(jié)構(gòu)可知，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括電機(jī)至某相的主動(dòng)級(jí)，主動(dòng)級(jí)與從動(dòng)級(jí)之間交叉連桿，各相之間連桿。常見(jiàn)故障主要包括操作費(fèi)力、轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程卡滯并伴有嚴(yán)重晃動(dòng)的卡澀現(xiàn)象；傳動(dòng)系統(tǒng)部件發(fā)生如接頭脫焊、拐臂斷裂、連桿彎曲等的不可逆的部件損壞；由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合不合適引起的三相分合閘不同步。造成原因可歸納為安裝工藝、設(shè)計(jì)問(wèn)題、密封問(wèn)題、壽命問(wèn)題四類(lèi)：

1）安裝工藝。主要是在安裝過(guò)程中未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，例如相間和同相的水平傳動(dòng)拉桿與接頭未焊接在同一中心線(xiàn)上、三相間的聯(lián)運(yùn)水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸不在同一中心線(xiàn)上、轉(zhuǎn)軸上的扭力彈簧擰得太緊、轉(zhuǎn)動(dòng)部位沒(méi)上潤(rùn)滑劑均會(huì)導(dǎo)致操作費(fèi)力。操作絕緣子下面的法蘭與輸入拐臂角度三相不一致,操作絕緣子上面的法蘭與輸出拐臂(與連桿連接處)角度三相不一致會(huì)導(dǎo)致三相分合閘不一致。

2）設(shè)計(jì)問(wèn)題。主要是指隔離開(kāi)關(guān)在設(shè)計(jì)上存在易導(dǎo)致問(wèn)題的缺陷，例如分合閘定位螺釘、輔助開(kāi)關(guān)及限位開(kāi)關(guān)的行程設(shè)置不合理導(dǎo)致分合閘不到位或者三相不同期故障；兩種金屬接觸的地方形成原電池，易生銹[5]；滾動(dòng)軸承表面沒(méi)有設(shè)計(jì)補(bǔ)油孔，時(shí)間長(zhǎng)了潤(rùn)滑劑干枯會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)軸承滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，造成卡澀甚至拒動(dòng)。

3）密封問(wèn)題。密封不嚴(yán)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)箱及軸承部位進(jìn)灰進(jìn)水。進(jìn)灰易導(dǎo)致藏污，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)阻力增大；進(jìn)水易導(dǎo)致生銹，造成銹死或傳動(dòng)困難，且積水冬天結(jié)冰，不僅會(huì)凍住部件，無(wú)法運(yùn)動(dòng)，而且因?yàn)轶w積膨脹易引起積水部位的部件損壞，產(chǎn)生裂紋。

4）壽命問(wèn)題。主要帶來(lái)的是部件生銹、磨損、變形與損壞。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，彈簧長(zhǎng)期疲勞易導(dǎo)致失效，操作時(shí)的沖擊作用易使傳動(dòng)系統(tǒng)的銷(xiāo)子變形，軸孔因磨損而擴(kuò)大、限位螺母松動(dòng)、分合操作限位螺釘機(jī)械磨損。

3.2單柱單臂垂直伸縮式

單柱單臂垂直伸縮式(例如：GW 10 GW 16 GW 20 GW 22等),GW 10型隔離開(kāi)關(guān)包括上下兩導(dǎo)電臂，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程主要包括下導(dǎo)電管完成的折疊運(yùn)動(dòng)和上導(dǎo)電管完成的夾緊運(yùn)動(dòng)兩部分復(fù)合而成。

圖7垂直伸縮式隔離開(kāi)關(guān)

3.2.1觸頭部位故障

在隔離開(kāi)關(guān)合閘過(guò)程中，當(dāng)接近合閘位置（快要伸直）時(shí)，滾輪沿著齒輪箱斜面運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)頂桿克服復(fù)位彈簧作用力向前，并通過(guò)對(duì)稱(chēng)式滑塊增力機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成觸指的相對(duì)鉗夾運(yùn)動(dòng)，當(dāng)夾住后，滾輪繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，夾緊彈簧被二次壓縮，使頂桿獲得穩(wěn)定推力，從而使觸指獲得穩(wěn)定加緊力。分閘時(shí)滾輪反向運(yùn)動(dòng)，復(fù)位彈簧使頂桿帶動(dòng)觸指張開(kāi)[19]。

但在實(shí)際中，觸頭常出現(xiàn)合閘時(shí)夾不緊（例如GW 22-126達(dá)不到廠(chǎng)家標(biāo)準(zhǔn)中每片觸頭300N的壓縮力要求[17]）、分閘時(shí)分不開(kāi)、觸指打不開(kāi)等故障[16]，這會(huì)導(dǎo)致觸頭部位接觸電阻變大，溫度過(guò)高，在金屬部件表面留下灼傷痕跡甚至損壞。造成故障的主要原因?yàn)椋?/p>

1）夾緊彈簧疲勞或生銹導(dǎo)致夾緊力不夠；復(fù)位彈簧生銹卡澀，導(dǎo)致分閘時(shí)無(wú)法推動(dòng)頂桿使動(dòng)觸指張開(kāi)，曳拉靜觸桿[18]；

2）動(dòng)觸頭座密封不嚴(yán)，內(nèi)部積有較多塵土，動(dòng)觸頭操作桿涂抹的潤(rùn)滑劑干涸,與塵土混合后形成頑固的污漬,使操作桿運(yùn)動(dòng)阻力增大,大于復(fù)位彈簧提供的作用力，動(dòng)觸指不能有效張開(kāi)[18]；

3）導(dǎo)電管防雨罩不防水。由于觸頭部分會(huì)進(jìn)行夾緊和張開(kāi)運(yùn)動(dòng)，因此防水和密封較為困難，雨水滲漏會(huì)引發(fā)導(dǎo)電管內(nèi)部傳動(dòng)部件銹蝕[22]，且排水孔易被潤(rùn)滑劑堵塞，冬天時(shí)，積聚的雨水結(jié)冰后，設(shè)備也無(wú)法操作；

4）由于氣溫及部件的影響，會(huì)引起各部件及緊固螺栓的熱脹冷縮，當(dāng)各部件及緊固絡(luò)酸的熱脹冷縮系數(shù)不一致時(shí)，將會(huì)引起各連接螺絲松動(dòng)，導(dǎo)致夾緊力不夠[24]。

3.2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障

由于此累隔離開(kāi)關(guān)為垂直運(yùn)動(dòng)，所以在合閘與分閘時(shí)重力有時(shí)是動(dòng)力有時(shí)是阻力，因此存在一個(gè)平衡彈簧以平衡重力作用；上下導(dǎo)電臂的連接處主要通過(guò)齒輪、齒條與滾輪進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的傳遞。

這些特有的部件使得該類(lèi)型隔離開(kāi)關(guān)除了傳統(tǒng)的銹蝕、損壞、老化等引起的卡澀等故障，還存在絕緣滾輪故障、滾輪接觸不良過(guò)熱稍微齒輪盒故障、導(dǎo)向輪與銅軸抱死導(dǎo)致卡澀、分合閘不到位甚至拒動(dòng)等特有故障。造成原因包括：

1）滾輪材料不好，易變形、松動(dòng)，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中磨損甚至破裂[21]；

2）齒輪盒在出廠(chǎng)時(shí)有排水孔，沙塵進(jìn)入齒輪盒，使赤露收到驗(yàn)證磨損甚至發(fā)生打齒現(xiàn)象，導(dǎo)致分合閘中出現(xiàn)空行程，分合閘不到位[20]；

3）導(dǎo)電桿下部導(dǎo)向輪材質(zhì)為環(huán)氧樹(shù)脂，有時(shí)會(huì)發(fā)生導(dǎo)向輪與轉(zhuǎn)軸抱死，造成導(dǎo)向輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)受阻[20]；

4）各部件彎曲變形或者磨損導(dǎo)致操作桿等效長(zhǎng)度發(fā)生變化，齒輪與齒輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離減小，轉(zhuǎn)動(dòng)角度不足，合閘不到位[19]。

3.3雙柱水平伸縮式

雙柱水平伸縮式(GW 11 GW 17 GW 21)與單柱垂直伸縮式工作原理類(lèi)似，也包括兩個(gè)導(dǎo)電部分，主要區(qū)別在于運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?/p>

圖8雙柱水平伸縮式隔離開(kāi)關(guān)示意圖

3.3.1觸頭部位故障

由于此類(lèi)隔離開(kāi)關(guān)觸頭也屬于夾緊類(lèi)，因此也存在夾緊力不夠?qū)е陆佑|電阻過(guò)大的問(wèn)題，又因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颍綦x開(kāi)關(guān)快要合閘時(shí),往往發(fā)現(xiàn)靜觸桿于夾叉明顯不居中，或者隔離開(kāi)關(guān)合閘完成后，四只夾叉中僅有對(duì)角兩只靜觸桿夾緊。其余兩只未與靜觸桿夾緊，甚至有間隙存在，以及夾緊時(shí)夾叉對(duì)靜觸桿兩側(cè)夾緊力不相同的情況；造成這些現(xiàn)象的主要原因?yàn)椋?/p>

1）動(dòng)、靜側(cè)底座安裝尺寸有較大偏差,尤其是動(dòng)側(cè)底座安裝時(shí),尺寸稍有偏差,靜觸桿于夾叉不對(duì)中偏差就明顯表現(xiàn)出來(lái)(偏差往往被放大10多倍)[23]；

2）動(dòng)側(cè)導(dǎo)電體中的內(nèi)置大型鋁鑄件的位置度沒(méi)有控制好[23]。使單邊兩只夾叉夾緊面不共面，或共面后與靜觸桿中心線(xiàn)不平行。上、下導(dǎo)電管配作定位螺柱孔時(shí)應(yīng)特別引起注意；

3）觸頭部位臟污生銹、靜觸頭插入深度不合適；

4）由于做水平運(yùn)動(dòng)，當(dāng)風(fēng)垂直運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，會(huì)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)生較大作用力。因此此類(lèi)隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行環(huán)境對(duì)風(fēng)速也有一定要求，小于34 m/s的環(huán)境中。

3.3.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障

此類(lèi)隔離開(kāi)關(guān)除了卡澀故障外，連軸節(jié)（即導(dǎo)電臼節(jié)）處易發(fā)生故障，值得重點(diǎn)關(guān)注。例如滾輪觸點(diǎn)因發(fā)熱而燒損，導(dǎo)致連軸節(jié)在運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生卡滯，致使分合閘不到位，同時(shí)連軸節(jié)防護(hù)罩不嚴(yán)密，造成內(nèi)部銹蝕使導(dǎo)電閘刀在時(shí)發(fā)生卡滯，致使分合閘不到位。

3.4三柱水平旋轉(zhuǎn)式

三柱水平旋轉(zhuǎn)式(GW 7)的特點(diǎn)在于其合閘方式，如圖9所示，先由導(dǎo)電桿繞著垂直連桿在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，插入到到指定位置后，觸頭彈出觸刀接觸靜觸頭或觸頭繞導(dǎo)電桿自身旋轉(zhuǎn)與靜觸頭接觸，完成合閘[29]。

圖9三柱水平旋轉(zhuǎn)式隔離開(kāi)關(guān)示意圖

觸頭部分常出現(xiàn)的故障包括動(dòng)觸頭偏離，還未插入觸刀就彈出或提前翻轉(zhuǎn)，以及分合閘不到位和接觸不良引起發(fā)熱，甚至出現(xiàn)刀頭斷裂[28]等。造成原因?yàn)椋?/p>

1）隔離開(kāi)關(guān)導(dǎo)電桿自重大，750 kV 達(dá)10 m左右[30]，易于受風(fēng)力溫差、接線(xiàn)端子拉力等因素影響產(chǎn)生變化造成動(dòng)觸頭偏離；

2）主閘刀系統(tǒng)剛性不夠。原本觸頭翻轉(zhuǎn)是因?yàn)槭艿较尬患枇ψ笥?，若剛性不夠，則可能因?yàn)槭艿匠舷尬患枇σ酝獾漠惓Ｗ枇υ斐商崆胺D(zhuǎn)[31]；

3）觸頭部分上下壓縮量相差較大，單邊觸指壓縮量過(guò)小，接觸不良；

4）主拐臂與半月板緊固螺絲緊固不到位，垂直連桿拐臂板受力打滑，導(dǎo)致主刀合閘不到位；

5）觸頭內(nèi)部積污使刀頭轉(zhuǎn)動(dòng)困難，長(zhǎng)期運(yùn)行使刀頭鑄鋁軸和軸上的扭力彈簧上承受的操作力過(guò)大而損壞[28]。由于水平旋轉(zhuǎn)式是由一根主導(dǎo)電桿連接了三個(gè)絕緣子柱，此導(dǎo)電桿通常較長(zhǎng)，需要的力較大，而且要求三點(diǎn)一線(xiàn)，才能夠滿(mǎn)足合閘要求，因此除了傳統(tǒng)的生銹和潤(rùn)滑不夠?qū)е碌目收?，還易出現(xiàn)：

a.三絕緣子中心不成一直線(xiàn)，偏差＞10 mm，導(dǎo)致分合閘不到位；

b.以相間水平連桿彎曲斷裂為典型的部件損壞[25-27]。造成原因主要是部件強(qiáng)度不夠和調(diào)試不當(dāng)，使得機(jī)構(gòu)輸出軸與主刀操作拐臂軸不同心，軸內(nèi)部受力不均勻而變形甚至斷裂，而且需要更大的力才能夠進(jìn)行正常轉(zhuǎn)動(dòng)，有可能因?yàn)槭謩?dòng)操作力大，電動(dòng)操作啟動(dòng)過(guò)載保護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文從結(jié)構(gòu)出發(fā)，歸納了常見(jiàn)型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)的典型結(jié)構(gòu)及其對(duì)應(yīng)的故障和產(chǎn)生原因：

1）各類(lèi)型隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)故障與絕緣子斷裂故障原因類(lèi)似；

2）對(duì)于觸頭部分，鉗夾式的隔離開(kāi)關(guān)觸頭容易在觸指張開(kāi)與夾緊環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，水平雙柱旋轉(zhuǎn)式的配合較為重要，觸指需要注意配合，否則容易出現(xiàn)觸頭抵住觸指導(dǎo)致的分合閘失敗現(xiàn)象；而三柱水平旋轉(zhuǎn)式在導(dǎo)電桿先旋轉(zhuǎn)觸頭再繞導(dǎo)電桿自身翻轉(zhuǎn)的過(guò)程中容易受到干擾提前翻轉(zhuǎn)而導(dǎo)致失??；

3）對(duì)于操動(dòng)機(jī)構(gòu)，除了典型的密封和生銹問(wèn)題，伸縮式隔離開(kāi)關(guān)存在連軸節(jié)將上下導(dǎo)電臂連接，此連接部位的齒輪、滾輪等小部件易出現(xiàn)磨損，連接處的防水與防銹蝕也更為困難，對(duì)于垂直運(yùn)動(dòng)的隔離開(kāi)關(guān)，存在平衡彈簧以平衡重力作用，對(duì)于水平運(yùn)動(dòng)的隔離開(kāi)關(guān)，裝配上的小誤差容易被放大造成夾叉不居中，無(wú)法準(zhǔn)確合閘。

在之后隔離開(kāi)關(guān)的檢修與設(shè)計(jì)中，對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的隔離開(kāi)關(guān)，需要重點(diǎn)注意的部分也不同，例如對(duì)于伸縮式隔離開(kāi)關(guān)的連接處需要注重密封與防水，連接處滾輪與齒輪強(qiáng)度也需要重點(diǎn)考慮；對(duì)于三柱水平旋轉(zhuǎn)式隔離開(kāi)關(guān)，水平連桿強(qiáng)度更為重要；而對(duì)于鉗夾式隔離開(kāi)關(guān)，需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)是否夾緊，即使目測(cè)已經(jīng)合閘成功，也應(yīng)注意是否達(dá)到預(yù)期夾緊力，以免出現(xiàn)發(fā)熱事故。