GIS隔离开关操作机构卡涩与预防

李宁辉

（国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司 湖南长沙 410000）

1 引言

伴随着国内社会经济的持续发展，社会对于能源的需要也逐步加大，有关变电站方面的建设项目也在持续增加，从而确保国内各个地区的用电需求都能得以满足。然而某些变电站的隔离开关的安全性相对不高，极易产生故障，对变电站的安全稳定运行产生严重的影响。当中，GIS以其免维护、灵活、结构紧凑及不会受到外界环境的影响等优势，在电力系统当中被普遍运用。GIS设备较AIS设备而言，其直观性相对不强，无法使用肉眼对隔离开关触头的合闸是否到位进行直观的判定，触头合闸一旦出现不到位的现象，则会导致发生安全事故。

2 案例分析

某变电站进行220kV 5M母线从运行转向检修，负荷转6M母线运行的操作任务当中，对#3变当中6M母线侧22036隔离开关进行首次合闸的过程当中，产生开关静、动触头没有合到位而二次辅助的接点都已经接通的异常状况，监控后台表明22036刀闸已合位，实际触头未合到位，主导电回路没有接通，这种状况下若对刀闸进行误判的话，会产生严重的带电拉负荷故障，甚至于扩大到主变。因为GIS隔离开关操作机构故障的发生概率相对较低、运行的可靠安全性相对较高、检修维护的工作量小等，在电网系统当中受到广泛的运用。然而GIS装置一旦出现故障，在对其进行检修的过程当中，拆卸工作量相对而言较大，停电的时间也相对更长。所以，怎样让GIS装置发生故障的概率得到下降，及一旦发生故障之后怎样处理与分析，已经成为提升GIS设备运转的稳定性的重点问题。

3 隔离刀闸操作机构原理

对于隔离开关而言，其分合闸的原理是：当对接收到有关分合闸指令的时候，通过电机涡杆带动涡轮进行转动，由涡轮对传动曲轴进行带动，之后再带动主输出轴转动，机构主输出轴在展开旋转的同时会推动GIS隔离开关操作机构本体的主传动拐臂传动连杆，并推动各个相拐臂展开旋转，进而推动隔离开关触头展开动作，带动其进行运动，进而使隔离开关的分合闸得以切实实现。有关隔离开关的操作机构动作见图1。

图1 隔离开关操作机构动作过程图

4 原因分析

隔离开关分闸不到位作为造成隔离开关操作机构发生卡涩的主要原因，在变电设备当中隔离开关作为其常用的设备之一，分合闸不到位是隔离开关操作机构近些年以来时常出现的一种故障。对于新装的隔离开关而言，其运动相对较为正常，然而历经长期的运行之后，会出现各种各样的问题，比如：机械的某些部位的润滑程度相对不够、缓冲装置发生卡涩失效等，如此便会造成隔离开关开合闸不到位，隔离开关呈现半分合状态时，会造成回路的接触不良，造成机械内部发生故障；更甚于会导致绝缘失去效力从而产生电晕，产生电击穿的事故。而导致隔离开关分合闸不到位的原因包括：

（1）齿轮啮合不良。长期的运转会受到锈蚀、磨损、振动等多种要素的影响，进而导致固定螺栓发生松动，使齿轮无法较好地进行啮合，造成机器传动机构运作的不到位，进而造成分合闸不到位的现象。

（2）触头夹紧和重力平衡弹簧等装置发生锈蚀。因为户外环境的影响，很容易造成各个部件发生锈蚀，从而加大了触头运作的传动机构的阻力值，导致隔离开关分合闸不到位。

（3）连杆发生弯曲变形的现象。开关设备的长期运转会造成连杆等机械元件的变形，使动作环节的阻力发生增大，导致运动不到位，行程变小，从而造成分合闸发生不到位的现象，进而引起GIS隔离开关操作机构发生卡涩。

（4）各轴承、轴、销的润滑不良，甚至于发生锈蚀。该些部件的锈蚀会导致分合闸的阻力发生增大与造成触头行程的不到位，进而导致机构卡涩现象的发生。

（5）隔离开关的分合闸机械定位设施调整的不恰当。对于分合闸的机械定位设施而言，倘若调整不恰当，会导致分合闸产生不到位的状况。

（6）限位开关与辅助开关调整的不恰当。辅助设施的运动不到位与变形失效，极易造成操作信号难以准时送达，造成分合闸产生失误；由于限位开关的位置不恰当会造成分合闸发生不到位的现象，进而引起机构卡涩。

（7）转动位置的润滑剂产生老化的现象。安装在户外的有关隔离开关部件，部分零部件极易产生老化变质的现象，掺入杂质后会造成机械构件运动发生不畅。

（8）受到异物的阻碍。处于室外的隔离开关操作机构当中的某些装置时常会受到异物的阻碍，从而造成GIS隔离开关分合闸的不到位，进而引起GIS隔离开关操作机构发生卡涩的现象。

5 危害分析

在电动操作当中，隔离开关出现中途自动停止时，若隔离开关的触头之间的距离相对来说较小，便会长期拉弧放电。长期燃弧会导致触头产生烧损的状况，甚至于有可能会造成SF6气体产生分解爆炸进而对设备造成损坏；引起设备操作时间过长，进而对电网变电设施的调度管理工作产生不利的影响。线路停电策略发生延迟，导致线路检修的整体工期发生延长，进而影响到电力的输送。

6 解决对策及防范措施

解决对策：隔离开关在电动操作当中，若出现中途自动停止的现象，应当尽快地进行解决。在拉开隔离开关的时候，倘若产生中途停止的现象，便应当快速地展开手动操作拉开隔离开关。倘若中途停止故障发生在合上隔离开关的时候，且时间较为紧急、不得不操作的时候，便应该尽快进行手动的操作，进而迅速将合上隔离开关；时间准许的话，应该将隔离开关进行快速的拉开，待故障被解决之后再进行操作。这时，若设备的缺陷尚未被消除，便把设备进行投运，或者在操作之前发现可能存有操作机构卡涩的状况时，上位机操作之前，有关运行人员应当随身携带隔离开关手动操作把手到现场进行定点。完成停电检修工作后，应该对GIS隔离开关操作机构进行润滑脂的充分涂抹，让隔离开关的运作更加顺畅，方便有关操作者可以迅速地将隔离开关拉合到位。强化隔离开关操动机构的维护和检查工作，保证操作机构箱保持较好的密闭状况，适时展开机械特性的试验，对其行程曲线是否与厂家标准相符进行测试。对隔离开关机构箱的内部热工元件的定值进行提升，例如把热继电器的动作定值从之前的1.6Ie调整成1.8Ie。在确保安全的状况之下，尽管GIS隔离开关的操作机构存在略微的卡涩现象，依然可以较为顺利地使隔离开关的分合完全到位。对红外测温与运行巡视方面的工作进行强化，尽可能地在积累环节发现缺陷与问题，降低事故所产生的损失。

预防措施：①对设备运维管理的规范展开进一步的修编，对设备运维的方法进行健全。根据设备运行状况与特点，建立开关类设备定期轮换操作的相关标准，提出对长时间未展开操作的开关类设施维护、操作工作方面的具体要求。对GIS隔离开关触头的具体状态的“可视化”对策进行相对应的研究，提出切实可行的对策，制定技术改进计划，尽快对于状态监控办法展开健全；②对设备的排查标准展开进一步的健全，提升设备的健康水平。在原来的基础上，对设备在运转当中存有的风险进行进一步的梳理，对设备运转的安全隐患进行深入的挖掘，健全排查隐患的标准及控制风险的对策。对110kV及以上的电压等级装置定期展开逐台的状态评估，对装置运作的健康值进行较为高效的评价，进而对设备技改与检修方面的工作进行指导；③对设备出厂的验收检测方面的工作进行强化，对设备的入网质量进行相对高效的提高。对设备运行当中存在的问题进行梳理与总结，对有关设备订货技术的要求与条件进行健全，使设备的质量得以提高。

针对西北地区而言，由于在春季与冬季的气温相对较低、风沙也相对较大等均会对隔离开关操作机构的稳定安全运转产生影响。春检预试方面的工作也是发生于该阶段，因此操作之前应当提前对设备的外观展开认真的检查，存在沙尘时会对润滑产生影响，应在操作机构的输出轴部位及万向轴承与相间连杆等部位的传动连杆与轴销进行润滑脂的充分涂抹。

7 结语

总而言之，经过对隔离开关进行相对认真的检查，寻找造成隔离开关分闸出现不到位现象的主要原由。GIS隔离开关的分合闸是否到位主要取决于操作机构，操作机构当中对于传动拐臂的安装和相关设计存在偏差，与正常的运行轨迹有所偏离，引起阻尼力矩发生加大。所以，应当对在安装与运输环节当中会对设施造成误差的影响要素进行高度重视，强化技术监督，健全设备的管理工作，确保有关设施的安全运转，进而保证电网能够稳定安全运转。于此同时，在正常的运维工作当中，应当对于设备的外观检查进行强化，及时发现缺陷并对缺陷进行及时的处理，进而保证相关故障缺陷得到彻底的根治。