浅谈高压隔离开关常见故障的分析及排除方法

(枣庄矿业集团金正泰煤业公司，山东 济宁 277605)

0 引 言

隔离开关是电力系统的重要设备之一，又称隔离刀闸，它的好坏直接影响系统供电的可靠性和安全性。

1 隔离开关的作用

(1)主要用来将配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，但不能用来切断负荷电流或短路电流。

(2)还可以用来进行某些的切换操作，以改变系统的运行方式。

1.1 隔离开关的分类及组成

按安装地点不同分为，屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目分为，单柱式，双柱式和三柱式，各电压等级都有可选设备。

(1)导电部分由一条弯成直角的铜板构成静触头；两条铜板组成接触条，又称为动触头。

(2)绝缘部分隔离开关的绝缘主要有两种，一是对地绝缘，而是断口绝缘。对地绝缘一般是由支柱绝缘子和操作绝缘子构成。断口绝缘是具有明显可见的间隙断口，绝缘必须稳定可靠，通常以空气为绝缘介质，断口绝缘水平应较对地绝缘高10%～15%，以保证断口处不发生闪络或击穿。动静触头分别固定在两套支持瓷瓶上。对型号中带C的，动触头固定在套管瓷瓶上。为了使动触头与金属的，接地的传动部分绝缘，采用了瓷质绝缘的拉杆绝缘子。

(3)传动部分有主轴，拐臂，拉杆绝缘子等。

(4)底座部分由钢架组成。支持瓷瓶或套管瓷瓶以及传动主轴都固定在底座上，底座应接地。

(5)相间距指主刀闸的刀闸片之间的距离，因是控制相线的，所以之间的距离叫相间距。

1.2 高压隔离开关技术性能

隔离开关的技术数据额定电压、额定电流、动稳定电流、热稳定电流；隔离开关没有灭弧装置，因此没有开断电流数据。GB1985-2004《高压交流隔离开关和接地开关》规定了户内交流高压交流隔离开关相应参数及要求。

(1)额定电压：隔离开关长期工作的标准电压。额定电压取设备的最高电压，按GB/T11022-1999的规定额定电压值为：3.6、7.2、12、24、40.5 kV。额定电压的大小影响隔离开关的外形尺寸和绝缘水平。选择隔离开关时，额定电压是首先应满足的条件之一。

(2)额定电流：是指在额定频率下长期通过隔离开关且使隔离开关无损伤、各部分发热不超过长期工作的最高允许发热温度的电流。隔离开关的额定电流从R10系列中选取。

(3)额定短时耐受电流：在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，隔离开关在合闸位置，能够承受的短时热电流有效值。

(4)额定峰值耐受电流：在规定的使用和性能条件下，隔离开关在合闸位置所能经受的电流峰值。

(5)额定短路持续时间：0.5、1、2、3、4 s。标准值为2 s，大于2 s时通常取4 s。

2 高压隔离开关常见故障及分析

高压隔离开关常见的故障有：瓷瓶断裂故障、机构问题、导电回路发热。在系统运行中,隔离开关有比较多的缺陷和故障,涉及到多方面的问题。可以归纳为机构问题,包括操作卡涩以及合分闸不到位、锈蚀、进水受潮、润滑干涩、机构卡涩、辅助开关失灵等,这些缺陷不同程度上导致开关合分闸不正常,拒动和合分闸不到位；其次是导电系统接触不良使得导电回路发热异常，其原因是开关触头弹簧失效使接触不良或者是合闸不到位,还有导电回路松动、开裂等,还有导电回路结构不良；对安全运行威胁最大的是瓷瓶断裂故障。

2.1 瓷瓶断裂故障

绝缘子断裂与电瓷厂产品质量有关,也与隔离开关整体质量有关，绝缘子浇制不均等问题,此外还有水泥胶装的问题。另外质检手段不严也给运行留下隐患,有缺陷和有隐患的绝缘子没有被检测出来,被组装成产品后,对安全运行构成极大的威胁。 对瓷绝缘子断裂问题,必须要综合进行治理,首先从源头上抓起,绝缘子制造厂要严格工艺,稳定生产过程,每个绝缘子都应经过认真检验,保证合格品才能出厂，隔离开关制造厂要把好外购件关,加强检验,提高隔离开关整体质量。对同型号隔离开关在手动操作时比较其操作力矩,如出现操作困难,切忌强行进行操作。更好的方法是要开展隔离开关支柱瓷瓶缺陷检测新技术的试点和推广,进一步研究开发瓷瓶缺陷在线监测工作。建议在小修或大修检查时,应适当增加空载机械操作次数,以提高瓷瓶缺陷在停电操作中暴露的概率,有的检修时只操2～3次,实在太少了。

2.2 机构问题

机构问题表现为拒动或分合闸不到位,往往在倒闸操作时发生。很多情况下故障不会扩大,现场可以进行临时检修和处理,当然会耽误停送电时间。新的合分闸操作还比较正常，使用一段时间,有的在一、二年后,就会出现各种各样问题。有的因机构进水,操作时转不动,有的会发生操作时连杆扭弯,甚至转动瓷瓶与滑线轴间已拧成麻花,还有的在连杆焊接处断裂而操作不动。总之,它会引起各种故障。

2.3 导电回路发热

(1)隔离开关发热原因及特点：一是运行年数长，设备趋于老化，静触指压紧弹簧特性变坏,也可能是静触指单边接触, 触头夹紧弹簧松弛变形，夹力不够导致部分触指与动触头不接触，使触指与动触头接触面减少，动静触头存在污垢，还有是长期运行后材料易氧化锈蚀接触电阻过大增加，触指上有明显的烧伤坑点而造成。二是合闸不到位或剪刀式钳夹结构夹紧不良。合闸角度存在偏差，致使接触面不够，连接螺栓紧固不够或过度致使螺栓断裂。三是迎峰度夏负荷较大时发热频繁。四是常年处于稳定大负荷状态。

(2)隔离开关发热的处理：一是进行温度监测,根据发热温度及 发展 速度决定是否需要向调度申请改变运行方式或减少负荷。二是改变运行的方式。三是检修：隔离开关检修一般更换静触头弹簧夹和烧伤触指，清除动静触头氧化层，清洗动静触头，涂导电胶，紧固螺栓，彻底的办法是更换静触头。采用动触头两步运动的转动式或插入式触头结构将使产品质量有所提高,用户加强维护和坚持红外监测是减少和发现导电回路发热故障的有效手段。

2.4 隔离开关分、合闸不到位或三相不同期

隔离开关分、合闸不到位，基本是机构锈蚀、卡涩、检修调试未调好等原因引起的，刀闸如果在操作时，不能完全合到位，接触不良，运行中会发热并危及电网和设备的安全运行。三相不同期的原因大致如下：分、合闸定位螺钉调整不当；辅助开关及限位开关行程调整不当；连杆弯曲变形使其长度改变，造成传动不到位等。处理措施：检查定位螺钉和辅助开关等元件，若发现异常及时进行调整，对有变形的连杆，应查明原因后及时予以消除。此外，在操作现场，当出现隔离开关合不到位或三相不同期时，应拉开重合，反复操作几次，操作时应符合要求，用力适当同时安排计划停电检修。

2.5 传动机构的转动部件卡涩

转动部件卡涩在隔离开关的操作中也较为频繁，主要表现：一是分、合闸操作传动力矩增大；二是分、合闸不到位；三是拒分、拒合，甚至有电动操作机构上部的垂直联杆被拉弯扭断等现象。此类故障直接影响了设备和系统的安全可靠运行，甚至直接威胁到操作人员的人身安全。处理措施：若按分合闸按钮不启动，则先检查操作电源是否完好，熔断器是否熔断，后检查各相关元件，若发现元件损坏时应更换。

2.6 外绝缘闪络

瓷瓶产生闪络现象主要是因为瓷瓶表面和瓷裙内积污严重、瓷裙爬距小。特别是在重污染区内的刀闸，化工污染和水泥积垢使得瓷瓶清扫极为困难，且空气中存在大量的工业粉尘和腐蚀性气体极易引起瓷瓶闪络放电，扩大事故范围。处理措施： 采取带电清扫，加强清扫力度，增加硅橡胶伞裙以增大爬距和喷涂rtv。

3 隔离开关运行维护、检修方面建议

(1)年度开关单元检修时，加强对220kV母线隔离开关检修，应列入计划和规定。

(2)隔离开关触头弹簧部件更换或整个静触头的更换应该视老化程确定周期。

(3)动静触头接触面的电阻是发热的主要原因，检修后隔离开关导电回路电阻测量也是检验检修质量的手段，合格与否作为检修设备投运的条件。

(4)接点在线温度监测是发现接点发热的主要手段，设备接点发热比较隐蔽，巡视发现较为困难，在线测温应进一步加强；重点测温是对普测发现温升超过一定值的部位定期进行测温；疑点测温就是负荷较大时对大负荷点及可能发热的部位进行在线测温。

(5)建立接点过热的有关规定。

(6)隔离开关接触器很多无防护罩,运行中容易发生误碰，应考虑补装完善。运行维护中要注意端子的紧固。箱门的密封圈易老化，要经常更换，良好的密封可减少维护工作量。

4 结束语

通过对隔离开关故障引起的事故的分析，对造成设备损坏甚至大面积停电的现象，我们必须对此加以足够的重视。应加强工艺质量管理，根据设备自身结构进行灵活处理。随着科学技术的不断进步，隔离开关的不断完善，性能不断提高，使用的稳定性会越来越好。