220kV出线断路器及隔离开关故障处理措施

国网冀北电力有限公司唐山供电公司 程子琦

随着中国城镇化的加快，大量人口涌入城市，在为城镇发展提供更多人力资源的同时，也带动当地经济发展。与此同时，也导致城镇各方面建设面临更大挑战。为了满足大量人口的需求，电力成为重点应用能源。当前高压输电技术得到迅速发展，其中220kV高压输电线与人们日常生活息息相关。为了保证220kV高压输电线稳定运行，出线断路器和隔离开关是重要设备，其主要承载改善高压输电线路运行和延长线路使用寿命的作用，一旦出现断路器故障会导致整个电网安全性和可靠性受到干扰，可知定期对出线断路器和隔离开关进行检修维护极为重要。

220kV高压输电线路是人们日常生活中常见的高压输电线路，一旦该线路出现问题会导致大众生活受到严重干扰。例如，输电线路输电负荷持续增加过程中，可能由于负荷骤增和线路短路等引发电气安全事故，此时断路器呈现过载运行状态，出现上述场景时，断路器会自动操纵电路断开，避免造成大面积受损情况，最大限度保证电力设备安全。但在实际应用过程中，出线断路器会受到隔离开关等多种因素影响，在性能表现方面存在偏差。基于此，积极引进先进技术和设备，加强电网运维管控，定期完成检查维护，保证出线断路器和隔离开关的性能可以有效规避故障发生。

1 研究内容阐述

1.1 断路器设备

变电站一次设备中断路器是重要设备，发挥不可替代的作用。断路器主要由触头、灭弧装置、操作装置、脱扣器以及外壳组成，主要承载通断电路、连接负荷电力及切断故障线路的作用[1]。在220kV高压线路中应用较为广泛。例如，当电力系统短路时，此时由于短路电流作用，导致磁场发生变化，此时足以克服弹簧的反作用力，使得脱扣器发挥效用实现跳闸；当电网系统出现电流过载时，热量增大也会导致跳闸动作发生。

1.2 隔离开关

变电站中隔离开关也是重要设备之一，使用数量相对较多。其主要承载隔离电源、倒闸的功能，但是由于隔离开关不具备灭弧功能，所以更适宜在无负荷电流电路中应用。其中，隔离开关主要组成如图1所示。

图1 隔离开关构成示意图

2 实际案例阐述

2.1 案例阐述

本文以国家电网唐山某供电分公司负责的220kV高压输送电路中某一路段为研究对象。为了保证该路段电网安全稳定运行段应用SN10-10Ⅰ型断路器和SF6断路器两种类型断路器和隔离开关。在长期运行过程中，工作人员时常遇见出线断路器故障和隔离开关故障。在此以该企业在2023年3月14日一起由于雷击导致的出线断路器和隔离开关故障为例，展开研究。

2.2 案例分析

该起事故导致该路点220kV变电站出线断路器断口爆炸，此时为了保障线路其余部分安全，隔离开关发挥作用，及时切断线路，防止造成更为严重的后果。在进行故障分析时，为了保证结果可信度和数据科学度，借助仿真软件搭建事故发生时，雷电入侵波仿真模型，仿真模型构建过程中将电源、输电线路、断路器等皆融入其中[2]。

首先，为了确定雷电影响情况，构建雷电波模型：I=AIm[exp（at）-exp（βt）]，构建的模型采用标准双指数波形进行阐述，其中波形为2.6/50，各计算系数如下：a=-15900，β=-712000，A=1.1157。结合构建的函数模型对本次由于雷击导致的故障有更为全面的认识，对事故成因分析及提出补救措施奠定坚实基础。本次事故导致断路器和隔离开关受到损害，需要进行检修维护。

2.3 断路器与隔离开关检修的危险点分析

结合实际分析，在探究过程中需要注意以下几点：第一，对电网进行检修维护时，应严格遵守规范作业流程，按照要求完成操作，避免与带电部件相接触；第二，维修维护过程中，应注意安全，避免电击现象或者电路短路灼伤工作人员问题出现；第三，拆除两侧引线时，需要注意采取安全措施，如果此时安全措施不到位或者整体绝缘性较差，容易导致维修维护人员受到威胁，出现跌倒等问题。同时，导线移除之后，转移过程也需要注重安全问题，否则也会出现安全事故。第四，过滤断路器的绝缘油和液压油时，需要注意漏油问题，一旦出现泄漏，遗漏的油会导致工作人员打滑，如果再出现滤油机开关操作手柄绝缘性差的问题，容易导致维修人员面临危险；第五，修理断路器时，容易出现传动部件的销轴、开口销伤人现象，此时也需要加以关注[3]。

3 220kV出线断路器和隔离开关故障检修和处理措施阐述

3.1 220kV断路器检修

实际应用过程中，常见的断路器类型包括SF6断路器、油断路器两种，一旦其出现问题会导致电网运行受到严重干扰。其中，断路器监测项目和检测状态见表1。

表1 断路器监测项目和检测状态量总结表

3.1.1 SF6断路器检修

该类型断路器检修专业性较强。检修中，需要关注以下几点内容：第一，关注瓷套瓷柱外表，明确是否存在破损、裂纹或者放电痕迹等，然后检查断路器实际分合闸指示和储能位置信号和后台操作指示信号是否一致，如果出现不一致情况，证明该断路器自身存在故障；第二，关注SF6气体密度监测及检漏。正常状态下，监测数据和额定值相差无几，一旦发现数据与额定值存在出入时，需要及时查看补气记录并结合其他信息进行判断，才能明确压力是否位于正常范围，如果发现断路器发出补气信号时，需要及时完成操作；第三，结合以往经验发现，该类型断路器最常出现故障的位置包括密封法兰、压力表连接处、法兰连接面等，这些位置容易出现泄漏，因此检修时需要重点进行关注；第四，检修过程中，针对泄漏问题，可以采用定性和定量检测方法进行分析，例如红外成像检漏、局部包扎法等均是可用措施；第五，注重含水量监测，对该断路器的含水量完成测验，正常情况下检修完成其内部含水量体积分数应低于150ppm，运行时含水量体积分数应低于300ppm。

3.1.2 油断路器检修

在此主要探究SN10-10Ⅰ型断路器检修措施，在检修过程中需要对断路器的本体、传动机构重点进行检修。针对本体检修时，应从细节方面入手，选用符合标准的变压器油对各组分进行清洗，并全面关注是否存在变形、断裂等问题，发现出现受潮现象，可采取放在变压器油内或置于80～90℃的烘箱中进行干燥处理；如果发现导电杆铜钨头存在轻度烧伤现象时，可采取砂纸或锉刀进行打光，但烧伤严重则需要更换零件。

传动机构检修时，需要注意各组件是否存在磨损问题，轻度磨损可以借助纱布或者锉刀进行打磨，严重需要进行更换[4]。同时，需要注意传动机构上的垫片、销子、轴等位置润滑油情况，酌情涂抹润滑油，另外需要认真检查各匝间距离是否均匀、分合闸弹簧是否存在问题。如果存在异常情况需要及时进行调整，如果无法调整则需要更换。其中，绝缘筒上端面与灭弧片上端面距离应保持在63±0.5mm；触头合闸位置高度在130±1.5mm。

3.2 220kV隔离开关及检修

隔离开关发挥重要作用，结合图1可知，组成结构相对烦琐，各部件均发挥作用。一旦隔离开关出现问题，会导致电网稳定性和安全性受到干扰。

3.2.1 接触部分过热的检修

隔离开关中接触部分过热是常见故障。出现该故障时，一般需要停电进行检查，由于母线停电相对不常见，所以在检修时可以从母线侧隔离开关着手检修。采取停一次点，梳理一片的方法可以有效解决母线侧刀闸发热情况。同时，检修过程中注重细节问题。

注重隔离开关两侧接线板，需要重点查明是否采用铜铝钎焊线夹，并选用质量优良的螺栓、优质线夹，并将接线板接触面打磨光滑、杂质清理干净，在表面涂抹适量导电脂，科学设定力矩可有效保证安全性；隔离开关底座旋转铜带也是重点，需要有限查看是否出现松动、断裂等现象，如果发现上述情况，需要清洗或者更换铜带，同时需要对螺栓的松紧性进行查验，确保其连接牢固；动静触头接触面是关键。需要对隔离开关的分合闸、触头表面光洁度及夹紧弹簧展开检测，确保其表面干净、光洁，且无明显问题，发现存在不足之处，需要结合实际情况进行清洁或者更换。

3.2.2 绝缘子断裂及闪络放电检修

针对上述情况进行检修时需要按照以下几点完成检修工作：第一，选择新的支柱式绝缘子应核验其合格证明并选择超声波无损探测仪完成检测，符合质量标准才能得到应用；第二，做好隔离开关绝缘子维护工作，定期进行检查检修，及早发现问题；第三，优先选择防污瓷瓶，提高防污闪能力，并针对绝缘子表面喷涂好绝缘材料。

3.2.3 隔离开关拒分拒合检修

隔离开关拒分拒合一般产生原因有两种：传动结构出现问题。例如传动机构箱中进水，从而导致部分部件锈蚀，此时可通过更换零件解决问题，同时在容易锈蚀位置涂抹润滑脂可以预防问题；电气原因导致。此部分相较第一种情况更难检测和确定。当确定是电气原因导致的问题时，需要先检查是电机主回路还是控制回路的问题，如果是电机主回路，需要着重检查电源、分合闸接触器、电机及过热保护等，如果是控制回路问题，重点检查闭锁回路、远近控转换把手或者行程开关等。上述位置检修中，发现元件损坏，需要围绕损坏位置追根溯源，并及时更换部件。

3.2.4 分合闸不到位的检修

该故障原因与电气和机构两部分有关，当上述故障出现时，需要先检查电气（电机输出角度）和机械（主拐臂行程）是否都正常作业，如果存在一方工作不到位的情况，需要松开垂直连杆抱箍，科学调整位置，确定符合标准之后再次上紧抱箍。当上述检查完成之后，仍没有找到问题成因，需要检查隔离开关传动连接部位、拐臂、连杆是否存在变形问题，出现问题之后需要及时更换，并探究各部件连接距离，存在异常应科学调整[5]。

4 结语

本文结合实际高压运输线路段展开研究分析，全面探究220kV高压输电线路中出线断路器及隔离开关故障检修方法和处理对策。经过系统性论述，对220kV高压线路中出线断路器和隔离开关常见故障有更为深入的了解。最终得出如下结论：第一，正确认识SF6断路器、油断路器的工作机理和结构组成，针对性总结常见故障并梳理相应对策，可有效提升系统运行安全性；第二，隔离开关常见故障包括接触部分过热、绝缘子断裂、污闪放电及拒分拒合等，检修过程中，针对问题现象追根溯源，明确故障导致原因，针对性采取应对措施，总结工作经验是确保高压输送线路稳定运行的关键。