户外式闸刀的普遍性故障及消缺建议

张磊 钱开一 仇文艺

摘 要： 户外式闸刀是大量运用在我国变电站内一种变电一次设备，用于隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路。本文列举了户外式闸刀在运行中容易出现的多种普遍性故障，并针对不同的故障给出了在运维、检修方面的消缺建议。

关键词： 闸刀；户外式；故障；消缺建议

户外式闸刀介绍

闸刀又成为“隔离开关”（Isolating switch），是一种主要用于“隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路”、无灭弧功能的开关器件。闸刀主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，以保证检修工作的安全。闸刀具有明显的断开点，但是没有灭弧装置，因此不能用来切断负荷电流或短路电流，否则在高壓作用下，断开点将产生强烈电弧，并很难自行熄灭，甚至可能造成飞弧（相对地或相间短路），烧损设备，危及人身安全，这就是所谓“带负荷拉闸刀”的严重事故。

闸刀按照装设地点可以分为户内式和户外式两大类。其中户内式主要是GIS组合电器，即把开关、闸刀、接地闸刀全部封装在充满SF6气体的罐体内，和空气绝缘，因此故障少，运行可靠，缺点是投资大，经济性较差。我国采用的绝大多数为户外式闸刀，优点是价格低廉，对环境要求不高。缺点是闸刀在户外要承受风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等作用，故障率较高，因此这是变电检修经常遇到的工作内容之一，下文对闸刀一些普遍性故障进行具体分析。

一、闸刀底座故障

底座最常见的故障部分就是轴承部位。由于轴承部分需要润滑油，随着运行年限的增加以及空气腐蚀，造成润滑油干，或者润滑油结块，藏污严重，轴承运转阻力很大；或者轴承锈蚀非常严重，造成轴承抱死，闸刀分合拒动。另外底座轴承与传动系统相连部位（如机构主轴、转动臂、连杆的活动位置等）如果锈蚀，也会导致闸刀分合困难或者分合不到位。

消缺建议：对轴承及锈蚀部件进行彻底解体大修，对于已经锈死的元件进行整体更换，对有轻微锈蚀的部件进行清洗。在更换结束后加强防锈措施，涂抹防锈油，如果是带注油孔的底座要进行疏通，注入新的润滑油。

二、盆式绝缘子故障

盆式绝缘子俗称瓷瓶，属于外绝缘，在运行中会受到导线的重力和张力、风力、覆冰重量、绝缘子自重、导线振动、设备操作机械力、短路电动力、地震和其他机械力的作用，造成外绝缘闪络。同时随着周围环境的变化，污秽程度日益加重，瓷柱的爬电距离和对地绝缘距离也会低于相关标准。

消缺建议：更换新的瓷柱，以增加爬电距离和瓷柱高度、提高整体绝缘水平。或者采取带电清扫，加强清扫力度，给瓷瓶增加硅橡胶伞裙以增大爬距和喷涂RTV涂料。

值得一提的是户外双柱平开式闸刀，这种闸刀的支持瓷瓶承担着支持和传动的作用，导线拉力和闸刀分、合闸时的阻力共同作用于支持瓷瓶，使其产生操作时的扭矩和弯矩，若安装调试不当或操作传动系统有阻滞卡涩现象时，支持瓷瓶受到的附加扭矩和弯矩更大（形成附加应力），当附加扭矩和弯矩大于支持瓷瓶的抗弯强度时，会导致瓷瓶发生断裂。

消缺建议：加强对操作传动系统的维护，减小绝缘子在操作过程中所受的应力。同时在运行时进行超声波探伤和红外测温，及时发现绝缘子内在故障并及时停电处理。

三、传动部件故障

传动部件是闸刀操作时最容易发生故障的部件，如操作失灵，如拒动或分、合闸不到位，又如虽可操作但会发出异响等。产生这种情况的主要原因是垂直连杆出现锈蚀、打滑，各部轴销、连杆、拐臂锈蚀卡涩、弯曲变形或调节不当，或者是垂直连杆直接断裂，造成闸刀拒分拒合、分合闸不到位或三相不同期。还有早期使用的机构箱容易进水、凝露和受潮，转动轴承防水性能差，又无法添加润滑油。闸刀长期不操作就会出现机构卡涩、轴承锈死的情况，这时强行操作往往导致部件损坏变形。

另外值得一提的是垂直伸缩式折臂式闸刀（也称剪刀式闸刀），这种闸刀型号较老，设计时未考虑周到，合闸终止时导电主操作拐臂如果不过死点就会造成合闸不到位，导电接触面积过小；分闸时其动触头刀口开口距离一旦不够，主刀头就下不来导致无法分闸，故障率极高。

消缺建议：更换有问题的传动零部件，调整润滑齿轮和传动连杆至合适位置，紧固元件固定螺栓防止松动。对于采用老式机构箱的闸刀或者剪刀式闸刀，建议在变电站技改大修时直接全部更换为新型闸刀。

四、导电回路故障

导电部分是闸刀中温度最高的部件，产生故障的原因也最为复杂。故障的主要情况为为发热、烧损乃至烧毁等严重情况。当闸刀的动触头插入触指后，是靠触指压紧弹簧保持合闸接触状态。这种靠弹簧张力的闸刀，可能因为指压紧弹簧压力（拉力）达不到要求，可能因为触指接触不良造成，也可能因为长期运行后接触面氧化、锈蚀、烧伤、附着污秽等原因使接触电阻增加，导致了闸刀导电回路异常发热。另外如果接触面内污垢增多，清理又不及时或是导电膏涂抹太当，干涸后造成接触面接触电阻变大也会导致发热。同时在合闸状态运行条件下，闸刀的弹簧长期受压缩（拉伸）导致弹性变差，并由于工作电流引起发热，雪上加霜，就会造成烧损。如果有些触头镀银层工艺差，标准涂层厚度达不到，运行没几年就大幅磨损，露出内部的铜质，在高温和接触面积逐渐减少的双重作用下，最终烧毁。

消缺建议：闸刀导电部分的发热故障究其根本，是导电回路中的若干个接触点的接触电阻变大。此最有效的办法就是平时运行时通过红外测温，及时发现发热故障并报修，检修人员通过测量回路电阻来确认是否存在隐患，及时安排停电处理，清洁修复接触面或更换损坏的导电部件，保证接触面的压紧度使接触电阻变小。另外对于老化的弹簧和镀银不过关，也要通知厂家人员来一并更换新弹簧和抛光打磨后重新镀银，直至符合标准为止。

五、其他故障和总结

除了以上列举的四点，闸刀还可能出现热耦继电器损坏、电动机故障、电源缺相、机械闭锁和电气闭锁失灵等其他故障现象。处理这些故障时一定要对症下药，如电动操作闸刀时不动作，若根本没启动声音就可能是电动机故障，若两相动作另外一相未动作就是电源缺相，若三相有启动声音但是闸刀没反应就可能是机械闭锁卡死。只有仔细检查并针对性处理才能有效解决故障。

随着近年来科技的发展，智能变电站发展迅速，二次保护设备故障概率大大降低，但是一次设备如闸刀却发展较慢，随着运行年限的增加，各部件老化、失灵等问题开始显现，由此导致的缺陷开始增多，只有加强工艺质量管理，根据闸刀自身结构进行灵活处理；加强日常巡检维护，及时掌握闸刀运行状况，发现故障尽快查明原因并排除隐患，才能保障闸刀更安全的可靠运行。