程锐

国网四川省电力公司检修公司南充运维分部

作者简介：程锐，男，汉族，1982年8月生，四川南充，硕士研究生，工程师，从事变电设备检修管理工作。

摘要：四川500kV变电站220kV部分多采用双母双分段设计，母线侧隔离开关往往由于仅在出线线路或母线单一停电时仍为带电设备，不具备检修条件造成隔离开关设备年久失修，故障较为频发，严重威胁电网安全运行。本文结合实际案例，对设备常见故障进行分析，并提出具体的解决措施。

关键词：隔离开关；故障分析；处理措施

0引言

220kV母线侧隔离开关随着运行时间增加，同时受停电条件限制，通常会出线接头发热、机构卡涩、分合闸不到位、动静触头夹不紧，传动部件锈蚀等现象。导致设备故障较为频发，往往为了处理缺陷，造成母线或出线线路的非计划停运，严重威胁电网安全运行。

1隔离开关的结构、运动原理

1.1隔离开关的结构

隔离开关供高压线路在有电压无负载时分、合线路，以及对被检修的高压母线、断路器等实现安全的电气隔离。

目前在我分部大量运行的西安西电高压开关有限责任公司生产的GW10型与山东泰开隔离开关有限公司生产的GW22型隔离开关均为单柱单臂垂直伸缩式，由底座、支柱绝缘子、旋转绝缘子、导电系统、传动系统等部分组成。

其中导电系统主闸刀采用单臂伸缩式结构，由静触头、导电臂组成。静触头由静触杆、钢芯铝绞线、导电板、母线夹具组成，静触杆为镀银铜管，导电板为镀银铝板。导电臂由上导电管、连轴节、下导电管、基座组成。动触头装在上导电管的顶部，触片有较长的接触面，接触压力由上导电管内部的顶压脱扣装置产生并保持稳定的压力值。[1]

1.2隔离开关的运动原理

西安西电GW10型与山东泰开GW22型隔离开关均采用CJ6型电动机操动机构。该机构通过接头、连杆、法兰驱动旋转绝缘子转动90º，旋转绝缘子与基座上的伞齿轮相连，通过一对伞齿轮的啮合改变力的方向，由拐臂、连杆构成的四连杆系统带动下导电管在垂直面内转动。下导电管内的齿条与齿轮箱内的齿轮可靠啮合，上导电管与连轴叉装配在一起，齿轮通过转轴带动连轴叉，从而带动上导电管随下导电管的转动作往复运动。当隔离开关接近合闸时，齿轮箱顶端斜面接触滚轮并推动滚轮沿斜面向上运动，从而推动拉杆运动，使夹紧弹簧被压缩，使得触指平行夹紧静触头导电管，并保持适当压力，合闸运动结束;分闸操作过程与此相反，使上下导电管折叠，放置于基座上方，与静触头间形成清晰可见的垂直断口。

2 典型缺陷及处理

2.1发热类缺陷

2.1.1发热缺陷案例

由于气温及负荷的变化，会引起各部件及紧固螺栓的热胀冷缩，当各部件及紧固螺栓的热胀冷缩系数不一致时，将会引起各连接螺丝松动，从而使接触不良，从而导致发热类缺陷发生，特别是在迎峰度夏等负荷急剧增加时更易出现。对各个螺栓接头部位的紧固、处理需引起高度重视。

图1为动触头软连接松动造成接头发热缺陷，温度达到156℃，从图1(b)可以明显看出发热氧化痕迹。

   

图1  (a)                         图1  (b)

图2为隔离开关基座与设备线夹处发热缺陷，温度达到157℃

   

       图2  ( a)                         图2   (b)

图3为隔离开关静触头导电板接头发热缺陷，温度达到102℃

   

    图3  ( a)                         图3  (b)

以上三处均为典型的导电部位接触不良引起的发热类缺陷，通过停电后检查可以明显看到接线连接部位有高温过热甚至金属表面发白痕迹。

2.1.2发热缺陷处理措施

为避免类似缺陷再次出现，需要求检修人员在设备停电后对导电接头部位包括设备接线板、上下导电臂间软连接、动触头处的软连接等连接部位进行检查并使用力矩扳手按厂家给定的力矩值紧固连接螺丝，对氧化明显或接触不好的部位还需拆下处理后复装，对铜与铜接触表面应使用砂布擦掉氧化层后立即在其表面涂适量导电脂；对动、静触头镀银的接触面需使用丙酮或酒精进行清洁并涂上工业凡士林油。通过以上措施，保证隔离开关的导电部位各接触面表面清洁、连接紧固，回路电阻测试值达到设备制造厂家的规定值要求。

2.2传动部位卡涩类缺陷

2.2.1卡涩类缺陷案例

在对母线侧隔离开关的运行维护中，多次出现对隔离开关进行分闸时动触头触片无法脱离静触杆、进行合闸时动触头触片无法正常夹紧静触杆的异常情况。下图即为一起典型的因传动部位卡涩造成隔离开关拒分的缺陷。如图4所示：

 

                    图4

经过停电后对设备的检查发现，原因为上导电管防雨罩无法真正防水以及排水孔堵塞引起导电管内的夹紧弹簧、回复弹簧锈蚀失效，从而导致隔离开关动触头触片无法正常开合。

图5为存在破裂缺陷的上导电管防雨罩部件。

 

图5

2.2.2卡涩类缺陷处理措施

针对上导电管防雨罩不能正常防水，雨水渗漏引发导电管内部传动部件锈蚀、卡涩现象带来隔离开关拒分、拒合的缺陷。经运行单位提出，会同设备生产厂家重新对顶部防雨罩部位进行改进。

采用新设计结构的上导电管顶部的触指完全在触头座外侧安装，不再伸入上导电管内部，伸出导电管外的调节触指夹紧力的顶杆为表面极为光滑的不锈钢杆，而且与导电管触头座之间安装有一个油封，油封与顶杆之间有一定的压缩量，与触头座固定后圆周接缝处全部采用防水胶密封，可以可靠防止雨水进入。导电管内的复位弹簧及顶杆等零件均采用不锈钢或铝合金材质，可以有效避免零部件的锈蚀卡滞。结构见图6。根据运行经验，采用新设计后的隔离开关未再因防雨罩密封失效导致的拒分、拒合故障。

 

图6

在对隔离开关运动卡涩的原因分析，发现零部件锈蚀是造成隔离开关运动卡涩的主要原因。运行经验表明：由于结构件焊缝或焊点处经常会保留酸液。在户外环境运行中首先腐蚀．然后扩大。容易导致大面积锈蚀。建议在隔离开关设计及制造时尽量采用非焊接结构。如确需进行焊接处理，必须保证焊接面防腐处理到位，防止从焊接部位锈蚀造成的传动部件卡涩。

在对隔离开关的日常维护时应加强对操动机构的检修。操作机构的部件有无开焊、变形或锈蚀现象，活动绝缘子轴、销、钉、紧固螺栓是否正常、齐全、紧固。各转动部件清洗并涂润滑脂。蜗轮式操作机构，应检查各转动蜗轮与蜗杆的啮合情况，不能有磨损、卡涩现象。操作机构检查完毕后，应进行分、合闸操作实验3—5次，以检查操作机构和传动部分是否灵活和可靠。[2]

3结语

隔离开关作为故障发生频率较高的主设备，作为运维单位，应加强对设备日常红外测温，切实做好停电检修期间的对操动机构、导电部件各项维护工作，以此提升设备的健康水平，减少主设备非计划停运事件的发生。

参考文献：

[1]山东泰开隔离开关有限公司,GW22A-252型隔离开关安装使用说明书[K].山东：山东泰开隔离开关有限公司,2008

[2]张珂磊.隔离开关常见故障分析及处理[J],水利水电技术,2014,第6期