浅谈高压隔离开关的故障处理

浅谈高压隔离开关的故障处理

侯建伟

国网山西省电力公司忻州供电公司，山西 忻州 034000

摘要：高压隔离开关是在无载情况下断开或接通高压线路的输电设备，以及对被检修的高压母线、断路器等电气设备与带电的高压线路进行电气隔离的设备。一直以来,高压隔离开关都是电力系统中使用量最大、应用范围最广的高压电器设备之一。然而，由于生产工艺、超期维护等因素的影响，高压隔离开关在运行中也出现了瓷绝缘子断裂、隔离开关拒分（合）、隔离开关触头发热等各种故障现象，这些故障现象若处理不好，将严重威胁电网的安全生产。 关键词：高压隔离开关 常见故障 处理对策

1 引言

隔离开关（运行现场又叫刀闸）是高压开关的最简单形式，主要应用于发电厂和变电站电气系统中，日常中很难用得到，具有以下用途：①隔离电源用隔离开关将需要检修的电气设备与带电的电网可靠隔离，使被检修的电气设备与电源有明显的断开点，以保证检修工作的安全。②倒闸操作在双母线运行的电路中，利用隔离开关将供电设备或线路从一组母线切换到另一组母线上去。③用以接通或切断较小的负荷电流。高压隔离开关在电力系统中应用非常广泛，由于我国社会经济的发展，对于电力的需求越来越大，电力负荷猛增，给配网带来很大的供电压力，高压隔离开关更是故障频发，严重威胁电网的安全生产。高压隔离开关发生故障的原因主要有两方面：一是高压隔离开关的制造厂家对产品设计、选材、加工工艺、组装调试及质量控制，未能给予足够重视，造成产品质量和性能难以保证。二是高压隔离开关的使用单位对于隔离开关疏于管理，维护和保养工作做得不到位。本文主要讨论高压隔离开关在运行阶段发生故障的原因及处理措施。

2 高压隔离开关的结构         （一）户内式隔离开关         户内式隔离开关由导电部分、支持绝缘子、操作绝缘子及底座组成。导电部分包括可由操作绝缘子带动而转动的动触头，以及固定在支持绝缘子上的静触头。动触头及静触头采用铜导体制成，一般额定电流为3000A及以下的隔离开关采用矩形截面铜导体，额定电流为3000A以上则采用槽形截面铜导体。动触头由两片平行刀片组成，电流平均流过两刀片且方向相同，产生相互吸引的电动力，使接触压力增加。支持绝缘子固定在角钢底座上，承担导电部分的对地绝缘。操作绝缘子与动触头及轴上对应的拐臂铰接，操动机构则与轴端拐臂连接，各拐臂均与轴硬性连接。当操动机构动作时，带动转轴转动。         （二）户外式隔离开关         户外隔离式开关在其结构设计上更多的是考虑到户外环境的恶劣，必须要保证其能够承受恶劣的户外环境。因此通常情况下户外式隔离开关都具有较高的机械强度，在其触头结冰时仍然能够进行操作，并且支持绝缘子不损坏。户外式隔离开关一般均制成单极式。

3 高压隔离开关故障原因 3.1瓷柱断裂 瓷柱断裂是危害性最大的一种故障，往往会造成母线短路而引发母线停电、损坏相邻的电气设备或伤及操作人员。断裂的原因为应力的作用，水泥胶装剂膨胀产生的应力，法兰和瓷柱是用水泥胶装剂胶装的，由于水泥胶装剂夹在法兰和瓷柱中间，膨胀受约束，必然在胶装部位产生应力。由于铸铁法兰、胶装剂、电瓷的膨胀系数不同，当温度降低时，它们的收缩量不同，铸铁的收缩量大，瓷柱的收缩量小，因而瓷柱的收缩约束了铸铁的收缩。 3.2隔离开关发热 当前，电力系统中使用的隔离开关多采用镀锌的钢制销轴，同时配以黄铜轴套。但这些部件多处于裸露的状态，当其遇到水时，则会出现严重的锈蚀，无法产生相对运动，而且在锈蚀影响下也极易出现接触不良的情况，从而使触指被烧毁。当高压隔离开关电流超出额定电流时，其也会出现发热故障。另外，当高压隔离开关出线座转动处出现锈蚀及调整不合理时，也会导致接触不良现象发生，从而使出线座和引线端子板出现发热状况。 3.3合闸（或分闸）不到位 在对高压隔离刀闸进行操作时，当其没有完全合到位时，则会导致隔离刀闸出现接触不良及操作开关不动的情况，使回路保持长时间的通电状态，只能通过人为操作来对电源闸刀进行控制才能确保其恢复原位，断开回路。在这种情况下，合闸线圈、继电器自保持线圈、组合装置保护内部较细的自保持回路连续线等都极易趣在回路长时间通电情况下被烧毁，从而影响电力系统运行的安全性。 4 高压隔离开关故障检修措施 4.1提高瓷柱的强度 对瓷柱的强度予以加强，通过补强柱的加装改善瓷柱强度，用以防止由于瓷柱的断裂造成的单相短路问题。目前高强度瓷柱的生产厂家主要生产两种强度的增强瓷柱，分别为50％以及100％两种，用以对普通瓷柱进行改造。通过实际的使用以及对比，发现50％强度的高强瓷对于普通的瓷柱进行改造较为合理。同时，对瓷柱采用专业的检测防护措施，通过超声波探伤仪对瓷柱进行全面的无损检测对不合格的瓷柱要进行及时的更换。在对瓷柱进行探伤诊断后，对于诊断结果良好的瓷柱应当涂抹绝缘专用的防护胶，该种材料的主要成分是一种改性硅橡胶，其憎水迁移性较强，同专用胶混合后能够在常温下固化，同时温度的适应性较强，不会出现老化起层现象，最大程度的延长了瓷柱的使用寿命。 4.2做好发热故障处理 高压隔离开关出现发热状况，一般情况下都是由于触头接触不良导致的，所以在选用触头时，一定要选用强度较高且导电性能良好的材质，而刀闸的固定螺栓也要选用不锈钢材质。对于触头插入的深度要进行适当的调整，并且做好接触面的清洁工作，确保接触面具有良好的接触性。触头的夹紧弹簧经过长时间的使用，在老化之后性能会有所减弱，夹力下降，从而导致触指与动触头接触不良，在动静接触头表面存在污垢的情况下，会增大电阻，形成明显的烧伤坑点。所以在日常维护过程中对触头进行检修时，一定要对相关组件进行认真细致的检查，一旦发现设备老化要及时更换，对于出现锈蚀的状况要及时清理。 4.3优化开关合闸操作 对于高压隔离开关，由于采用户外式结构设计，为保证高压隔离开关在雨、风、冰、霜、雪等各种自然环境下的运行稳定，应该提升高压隔离开关的抗干扰能力管理。改进开关的转动轴承为密封结构，这样可以防止雨水、潮气渗入，并且可以在检修开关时及时补充润滑脂延长开关老化变质期限及时更换轴承及连接部件，并且对关键部件最好应用不锈钢材料进行生产加工，提升零部件实际使用效益，降低外界雨雪等复杂环境对高压隔离开关的影响，降低腐蚀，提高开关使用寿命。高压隔离开关中开关合闸故障，也可以做局部更换处理，有效角触高压隔离开关关合问题，对于高压隔离开关中出现的开关接触发热现象，应做及时的汇报调度，减小以及转移负荷，加强对高压隔离开关的监视工作。

5 结语 为了确保隔离开关可以稳定运行，应该定期检修各种设备，这也是保证高压隔离开关安全运行的重要基础，相关单位应该在日常生活中加强对隔离开关的维护，并且要详细了解隔离开关的结构，假如隔离开关出现故障应该及时的进行维修，并且要监控隔离开关的运行状态，从而确保隔离开关的安全性及稳定性。

参考文献:         [1]王淑云, 刘柳. 户外高压隔离开关常见故障原因及处理措施[J]. 工程技术:文摘版, 2016(12):00296-00296.         [2]王明伟, 李鑫. 浅析高压隔离开关的作用以及故障处理措施[J]. 工程技术:全文版, 2016(12):00085-00085.

[3]王艳利.浅析高压隔离开关故障原因及检修措施[J].中国新技术新产品，2016（7）：86.