戶外式閘刀的普遍性故障及消缺建議

張磊 錢開一 仇文藝

摘 要： 戶外式閘刀是大量運(yùn)用在我國變電站內(nèi)一種變電一次設(shè)備，用于隔離電源、倒閘操作、用以連通和切斷小電流電路。本文列舉了戶外式閘刀在運(yùn)行中容易出現(xiàn)的多種普遍性故障，并針對不同的故障給出了在運(yùn)維、檢修方面的消缺建議。

關(guān)鍵詞： 閘刀；戶外式；故障；消缺建議

戶外式閘刀介紹

閘刀又成為“隔離開關(guān)”（Isolating switch），是一種主要用于“隔離電源、倒閘操作、用以連通和切斷小電流電路”、無滅弧功能的開關(guān)器件。閘刀主要用來將高壓配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，以保證檢修工作的安全。閘刀具有明顯的斷開點，但是沒有滅弧裝置，因此不能用來切斷負(fù)荷電流或短路電流，否則在高壓作用下，斷開點將產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧，并很難自行熄滅，甚至可能造成飛?。ㄏ鄬Φ鼗蛳嚅g短路），燒損設(shè)備，危及人身安全，這就是所謂“帶負(fù)荷拉閘刀”的嚴(yán)重事故。

閘刀按照裝設(shè)地點可以分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類。其中戶內(nèi)式主要是GIS組合電器，即把開關(guān)、閘刀、接地閘刀全部封裝在充滿SF6氣體的罐體內(nèi)，和空氣絕緣，因此故障少，運(yùn)行可靠，缺點是投資大，經(jīng)濟(jì)性較差。我國采用的絕大多數(shù)為戶外式閘刀，優(yōu)點是價格低廉，對環(huán)境要求不高。缺點是閘刀在戶外要承受風(fēng)、雨、雪、污穢、凝露、冰及濃霜等作用，故障率較高，因此這是變電檢修經(jīng)常遇到的工作內(nèi)容之一，下文對閘刀一些普遍性故障進(jìn)行具體分析。

一、閘刀底座故障

底座最常見的故障部分就是軸承部位。由于軸承部分需要潤滑油，隨著運(yùn)行年限的增加以及空氣腐蝕，造成潤滑油干，或者潤滑油結(jié)塊，藏污嚴(yán)重，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)阻力很大；或者軸承銹蝕非常嚴(yán)重，造成軸承抱死，閘刀分合拒動。另外底座軸承與傳動系統(tǒng)相連部位（如機(jī)構(gòu)主軸、轉(zhuǎn)動臂、連桿的活動位置等）如果銹蝕，也會導(dǎo)致閘刀分合困難或者分合不到位。

消缺建議：對軸承及銹蝕部件進(jìn)行徹底解體大修，對于已經(jīng)銹死的元件進(jìn)行整體更換，對有輕微銹蝕的部件進(jìn)行清洗。在更換結(jié)束后加強(qiáng)防銹措施，涂抹防銹油，如果是帶注油孔的底座要進(jìn)行疏通，注入新的潤滑油。

二、盆式絕緣子故障

盆式絕緣子俗稱瓷瓶，屬于外絕緣，在運(yùn)行中會受到導(dǎo)線的重力和張力、風(fēng)力、覆冰重量、絕緣子自重、導(dǎo)線振動、設(shè)備操作機(jī)械力、短路電動力、地震和其他機(jī)械力的作用，造成外絕緣閃絡(luò)。同時隨著周圍環(huán)境的變化，污穢程度日益加重，瓷柱的爬電距離和對地絕緣距離也會低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

消缺建議：更換新的瓷柱，以增加爬電距離和瓷柱高度、提高整體絕緣水平。或者采取帶電清掃，加強(qiáng)清掃力度，給瓷瓶增加硅橡膠傘裙以增大爬距和噴涂RTV涂料。

值得一提的是戶外雙柱平開式閘刀，這種閘刀的支持瓷瓶承擔(dān)著支持和傳動的作用，導(dǎo)線拉力和閘刀分、合閘時的阻力共同作用于支持瓷瓶，使其產(chǎn)生操作時的扭矩和彎矩，若安裝調(diào)試不當(dāng)或操作傳動系統(tǒng)有阻滯卡澀現(xiàn)象時，支持瓷瓶受到的附加扭矩和彎矩更大（形成附加應(yīng)力），當(dāng)附加扭矩和彎矩大于支持瓷瓶的抗彎強(qiáng)度時，會導(dǎo)致瓷瓶發(fā)生斷裂。

消缺建議：加強(qiáng)對操作傳動系統(tǒng)的維護(hù)，減小絕緣子在操作過程中所受的應(yīng)力。同時在運(yùn)行時進(jìn)行超聲波探傷和紅外測溫，及時發(fā)現(xiàn)絕緣子內(nèi)在故障并及時停電處理。

三、傳動部件故障

傳動部件是閘刀操作時最容易發(fā)生故障的部件，如操作失靈，如拒動或分、合閘不到位，又如雖可操作但會發(fā)出異響等。產(chǎn)生這種情況的主要原因是垂直連桿出現(xiàn)銹蝕、打滑，各部軸銷、連桿、拐臂銹蝕卡澀、彎曲變形或調(diào)節(jié)不當(dāng)，或者是垂直連桿直接斷裂，造成閘刀拒分拒合、分合閘不到位或三相不同期。還有早期使用的機(jī)構(gòu)箱容易進(jìn)水、凝露和受潮，轉(zhuǎn)動軸承防水性能差，又無法添加潤滑油。閘刀長期不操作就會出現(xiàn)機(jī)構(gòu)卡澀、軸承銹死的情況，這時強(qiáng)行操作往往導(dǎo)致部件損壞變形。

另外值得一提的是垂直伸縮式折臂式閘刀（也稱剪刀式閘刀），這種閘刀型號較老，設(shè)計時未考慮周到，合閘終止時導(dǎo)電主操作拐臂如果不過死點就會造成合閘不到位，導(dǎo)電接觸面積過小；分閘時其動觸頭刀口開口距離一旦不夠，主刀頭就下不來導(dǎo)致無法分閘，故障率極高。

消缺建議：更換有問題的傳動零部件，調(diào)整潤滑齒輪和傳動連桿至合適位置，緊固元件固定螺栓防止松動。對于采用老式機(jī)構(gòu)箱的閘刀或者剪刀式閘刀，建議在變電站技改大修時直接全部更換為新型閘刀。

四、導(dǎo)電回路故障

導(dǎo)電部分是閘刀中溫度最高的部件，產(chǎn)生故障的原因也最為復(fù)雜。故障的主要情況為為發(fā)熱、燒損乃至燒毀等嚴(yán)重情況。當(dāng)閘刀的動觸頭插入觸指后，是靠觸指壓緊彈簧保持合閘接觸狀態(tài)。這種靠彈簧張力的閘刀，可能因為指壓緊彈簧壓力（拉力）達(dá)不到要求，可能因為觸指接觸不良造成，也可能因為長期運(yùn)行后接觸面氧化、銹蝕、燒傷、附著污穢等原因使接觸電阻增加，導(dǎo)致了閘刀導(dǎo)電回路異常發(fā)熱。另外如果接觸面內(nèi)污垢增多，清理又不及時或是導(dǎo)電膏涂抹太當(dāng)，干涸后造成接觸面接觸電阻變大也會導(dǎo)致發(fā)熱。同時在合閘狀態(tài)運(yùn)行條件下，閘刀的彈簧長期受壓縮（拉伸）導(dǎo)致彈性變差，并由于工作電流引起發(fā)熱，雪上加霜，就會造成燒損。如果有些觸頭鍍銀層工藝差，標(biāo)準(zhǔn)涂層厚度達(dá)不到，運(yùn)行沒幾年就大幅磨損，露出內(nèi)部的銅質(zhì)，在高溫和接觸面積逐漸減少的雙重作用下，最終燒毀。

消缺建議：閘刀導(dǎo)電部分的發(fā)熱故障究其根本，是導(dǎo)電回路中的若干個接觸點的接觸電阻變大。此最有效的辦法就是平時運(yùn)行時通過紅外測溫，及時發(fā)現(xiàn)發(fā)熱故障并報修，檢修人員通過測量回路電阻來確認(rèn)是否存在隱患，及時安排停電處理，清潔修復(fù)接觸面或更換損壞的導(dǎo)電部件，保證接觸面的壓緊度使接觸電阻變小。另外對于老化的彈簧和鍍銀不過關(guān)，也要通知廠家人員來一并更換新彈簧和拋光打磨后重新鍍銀，直至符合標(biāo)準(zhǔn)為止。

五、其他故障和總結(jié)

除了以上列舉的四點，閘刀還可能出現(xiàn)熱耦繼電器損壞、電動機(jī)故障、電源缺相、機(jī)械閉鎖和電氣閉鎖失靈等其他故障現(xiàn)象。處理這些故障時一定要對癥下藥，如電動操作閘刀時不動作，若根本沒啟動聲音就可能是電動機(jī)故障，若兩相動作另外一相未動作就是電源缺相，若三相有啟動聲音但是閘刀沒反應(yīng)就可能是機(jī)械閉鎖卡死。只有仔細(xì)檢查并針對性處理才能有效解決故障。

隨著近年來科技的發(fā)展，智能變電站發(fā)展迅速，二次保護(hù)設(shè)備故障概率大大降低，但是一次設(shè)備如閘刀卻發(fā)展較慢，隨著運(yùn)行年限的增加，各部件老化、失靈等問題開始顯現(xiàn)，由此導(dǎo)致的缺陷開始增多，只有加強(qiáng)工藝質(zhì)量管理，根據(jù)閘刀自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈活處理；加強(qiáng)日常巡檢維護(hù)，及時掌握閘刀運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)故障盡快查明原因并排除隱患，才能保障閘刀更安全的可靠運(yùn)行。