淺談高壓隔離開關(guān)常見故障的分析及排除方法

(棗莊礦業(yè)集團(tuán)金正泰煤業(yè)公司，山東 濟(jì)寧 277605)

0 引 言

隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，又稱隔離刀閘，它的好壞直接影響系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。

1 隔離開關(guān)的作用

(1)主要用來(lái)將配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，但不能用來(lái)切斷負(fù)荷電流或短路電流。

(2)還可以用來(lái)進(jìn)行某些的切換操作，以改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式。

1.1 隔離開關(guān)的分類及組成

按安裝地點(diǎn)不同分為，屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目分為，單柱式，雙柱式和三柱式，各電壓等級(jí)都有可選設(shè)備。

(1)導(dǎo)電部分由一條彎成直角的銅板構(gòu)成靜觸頭；兩條銅板組成接觸條，又稱為動(dòng)觸頭。

(2)絕緣部分隔離開關(guān)的絕緣主要有兩種，一是對(duì)地絕緣，而是斷口絕緣。對(duì)地絕緣一般是由支柱絕緣子和操作絕緣子構(gòu)成。斷口絕緣是具有明顯可見的間隙斷口，絕緣必須穩(wěn)定可靠，通常以空氣為絕緣介質(zhì)，斷口絕緣水平應(yīng)較對(duì)地絕緣高10%～15%，以保證斷口處不發(fā)生閃絡(luò)或擊穿。動(dòng)靜觸頭分別固定在兩套支持瓷瓶上。對(duì)型號(hào)中帶C的，動(dòng)觸頭固定在套管瓷瓶上。為了使動(dòng)觸頭與金屬的，接地的傳動(dòng)部分絕緣，采用了瓷質(zhì)絕緣的拉桿絕緣子。

(3)傳動(dòng)部分有主軸，拐臂，拉桿絕緣子等。

(4)底座部分由鋼架組成。支持瓷瓶或套管瓷瓶以及傳動(dòng)主軸都固定在底座上，底座應(yīng)接地。

(5)相間距指主刀閘的刀閘片之間的距離，因是控制相線的，所以之間的距離叫相間距。

1.2 高壓隔離開關(guān)技術(shù)性能

隔離開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓、額定電流、動(dòng)穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流；隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，因此沒有開斷電流數(shù)據(jù)。GB1985-2004《高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)》規(guī)定了戶內(nèi)交流高壓交流隔離開關(guān)相應(yīng)參數(shù)及要求。

(1)額定電壓：隔離開關(guān)長(zhǎng)期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓。額定電壓取設(shè)備的最高電壓，按GB/T11022-1999的規(guī)定額定電壓值為：3.6、7.2、12、24、40.5 kV。額定電壓的大小影響隔離開關(guān)的外形尺寸和絕緣水平。選擇隔離開關(guān)時(shí)，額定電壓是首先應(yīng)滿足的條件之一。

(2)額定電流：是指在額定頻率下長(zhǎng)期通過(guò)隔離開關(guān)且使隔離開關(guān)無(wú)損傷、各部分發(fā)熱不超過(guò)長(zhǎng)期工作的最高允許發(fā)熱溫度的電流。隔離開關(guān)的額定電流從R10系列中選取。

(3)額定短時(shí)耐受電流：在規(guī)定的使用和性能條件下，在規(guī)定的短時(shí)間內(nèi)，隔離開關(guān)在合閘位置，能夠承受的短時(shí)熱電流有效值。

(4)額定峰值耐受電流：在規(guī)定的使用和性能條件下，隔離開關(guān)在合閘位置所能經(jīng)受的電流峰值。

(5)額定短路持續(xù)時(shí)間：0.5、1、2、3、4 s。標(biāo)準(zhǔn)值為2 s，大于2 s時(shí)通常取4 s。

2 高壓隔離開關(guān)常見故障及分析

高壓隔離開關(guān)常見的故障有：瓷瓶斷裂故障、機(jī)構(gòu)問題、導(dǎo)電回路發(fā)熱。在系統(tǒng)運(yùn)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(jī)構(gòu)問題,包括操作卡澀以及合分閘不到位、銹蝕、進(jìn)水受潮、潤(rùn)滑干澀、機(jī)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(dòng)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(dòng)、開裂等,還有導(dǎo)電回路結(jié)構(gòu)不良；對(duì)安全運(yùn)行威脅最大的是瓷瓶斷裂故障。

2.1 瓷瓶斷裂故障

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(yán)也給運(yùn)行留下隱患,有缺陷和有隱患的絕緣子沒有被檢測(cè)出來(lái),被組裝成產(chǎn)品后,對(duì)安全運(yùn)行構(gòu)成極大的威脅。 對(duì)瓷絕緣子斷裂問題,必須要綜合進(jìn)行治理,首先從源頭上抓起,絕緣子制造廠要嚴(yán)格工藝,穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程,每個(gè)絕緣子都應(yīng)經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢驗(yàn),保證合格品才能出廠，隔離開關(guān)制造廠要把好外購(gòu)件關(guān),加強(qiáng)檢驗(yàn),提高隔離開關(guān)整體質(zhì)量。對(duì)同型號(hào)隔離開關(guān)在手動(dòng)操作時(shí)比較其操作力矩,如出現(xiàn)操作困難,切忌強(qiáng)行進(jìn)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(cè)新技術(shù)的試點(diǎn)和推廣,進(jìn)一步研究開發(fā)瓷瓶缺陷在線監(jiān)測(cè)工作。建議在小修或大修檢查時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加空載機(jī)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(shí)只操2～3次,實(shí)在太少了。

2.2 機(jī)構(gòu)問題

機(jī)構(gòu)問題表現(xiàn)為拒動(dòng)或分合閘不到位,往往在倒閘操作時(shí)發(fā)生。很多情況下故障不會(huì)擴(kuò)大,現(xiàn)場(chǎng)可以進(jìn)行臨時(shí)檢修和處理,當(dāng)然會(huì)耽誤停送電時(shí)間。新的合分閘操作還比較正常，使用一段時(shí)間,有的在一、二年后,就會(huì)出現(xiàn)各種各樣問題。有的因機(jī)構(gòu)進(jìn)水,操作時(shí)轉(zhuǎn)不動(dòng),有的會(huì)發(fā)生操作時(shí)連桿扭彎,甚至轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)?？傊?它會(huì)引起各種故障。

2.3 導(dǎo)電回路發(fā)熱

(1)隔離開關(guān)發(fā)熱原因及特點(diǎn)：一是運(yùn)行年數(shù)長(zhǎng)，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(dòng)觸頭不接觸，使觸指與動(dòng)觸頭接觸面減少，動(dòng)靜觸頭存在污垢，還有是長(zhǎng)期運(yùn)行后材料易氧化銹蝕接觸電阻過(guò)大增加，觸指上有明顯的燒傷坑點(diǎn)而造成。二是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(guò)度致使螺栓斷裂。三是迎峰度夏負(fù)荷較大時(shí)發(fā)熱頻繁。四是常年處于穩(wěn)定大負(fù)荷狀態(tài)。

(2)隔離開關(guān)發(fā)熱的處理：一是進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè),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(qǐng)改變運(yùn)行方式或減少負(fù)荷。二是改變運(yùn)行的方式。三是檢修：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(dòng)靜觸頭氧化層，清洗動(dòng)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(dòng)觸頭兩步運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)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(qiáng)維護(hù)和堅(jiān)持紅外監(jiān)測(cè)是減少和發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電回路發(fā)熱故障的有效手段。

2.4 隔離開關(guān)分、合閘不到位或三相不同期

隔離開關(guān)分、合閘不到位，基本是機(jī)構(gòu)銹蝕、卡澀、檢修調(diào)試未調(diào)好等原因引起的，刀閘如果在操作時(shí)，不能完全合到位，接觸不良，運(yùn)行中會(huì)發(fā)熱并危及電網(wǎng)和設(shè)備的安全運(yùn)行。三相不同期的原因大致如下：分、合閘定位螺釘調(diào)整不當(dāng)；輔助開關(guān)及限位開關(guān)行程調(diào)整不當(dāng)；連桿彎曲變形使其長(zhǎng)度改變，造成傳動(dòng)不到位等。處理措施：檢查定位螺釘和輔助開關(guān)等元件，若發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)有變形的連桿，應(yīng)查明原因后及時(shí)予以消除。此外，在操作現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)出現(xiàn)隔離開關(guān)合不到位或三相不同期時(shí)，應(yīng)拉開重合，反復(fù)操作幾次，操作時(shí)應(yīng)符合要求，用力適當(dāng)同時(shí)安排計(jì)劃停電檢修。

2.5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀

轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡澀在隔離開關(guān)的操作中也較為頻繁，主要表現(xiàn)：一是分、合閘操作傳動(dòng)力矩增大；二是分、合閘不到位；三是拒分、拒合，甚至有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)上部的垂直聯(lián)桿被拉彎扭斷等現(xiàn)象。此類故障直接影響了設(shè)備和系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，甚至直接威脅到操作人員的人身安全。處理措施：若按分合閘按鈕不啟動(dòng)，則先檢查操作電源是否完好，熔斷器是否熔斷，后檢查各相關(guān)元件，若發(fā)現(xiàn)元件損壞時(shí)應(yīng)更換。

2.6 外絕緣閃絡(luò)

瓷瓶產(chǎn)生閃絡(luò)現(xiàn)象主要是因?yàn)榇善勘砻婧痛扇箖?nèi)積污嚴(yán)重、瓷裙爬距小。特別是在重污染區(qū)內(nèi)的刀閘，化工污染和水泥積垢使得瓷瓶清掃極為困難，且空氣中存在大量的工業(yè)粉塵和腐蝕性氣體極易引起瓷瓶閃絡(luò)放電，擴(kuò)大事故范圍。處理措施： 采取帶電清掃，加強(qiáng)清掃力度，增加硅橡膠傘裙以增大爬距和噴涂rtv。

3 隔離開關(guān)運(yùn)行維護(hù)、檢修方面建議

(1)年度開關(guān)單元檢修時(shí)，加強(qiáng)對(duì)220kV母線隔離開關(guān)檢修，應(yīng)列入計(jì)劃和規(guī)定。

(2)隔離開關(guān)觸頭彈簧部件更換或整個(gè)靜觸頭的更換應(yīng)該視老化程確定周期。

(3)動(dòng)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(cè)量也是檢驗(yàn)檢修質(zhì)量的手段，合格與否作為檢修設(shè)備投運(yùn)的條件。

(4)接點(diǎn)在線溫度監(jiān)測(cè)是發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)發(fā)熱的主要手段，設(shè)備接點(diǎn)發(fā)熱比較隱蔽，巡視發(fā)現(xiàn)較為困難，在線測(cè)溫應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)；重點(diǎn)測(cè)溫是對(duì)普測(cè)發(fā)現(xiàn)溫升超過(guò)一定值的部位定期進(jìn)行測(cè)溫；疑點(diǎn)測(cè)溫就是負(fù)荷較大時(shí)對(duì)大負(fù)荷點(diǎn)及可能發(fā)熱的部位進(jìn)行在線測(cè)溫。

(5)建立接點(diǎn)過(guò)熱的有關(guān)規(guī)定。

(6)隔離開關(guān)接觸器很多無(wú)防護(hù)罩,運(yùn)行中容易發(fā)生誤碰，應(yīng)考慮補(bǔ)裝完善。運(yùn)行維護(hù)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(hù)工作量。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)隔離開關(guān)故障引起的事故的分析，對(duì)造成設(shè)備損壞甚至大面積停電的現(xiàn)象，我們必須對(duì)此加以足夠的重視。應(yīng)加強(qiáng)工藝質(zhì)量管理，根據(jù)設(shè)備自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈活處理。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，隔離開關(guān)的不斷完善，性能不斷提高，使用的穩(wěn)定性會(huì)越來(lái)越好。