隔離開關合閘不到位原因分析及處理

潘益偉，雷 歡，陳 亮，陳宜斌

(國網浙江省電力公司溫州供電公司，浙江 溫州 325000)

隔離開關是電力系統中重要的組成元件之一，可實現高壓線路在無負荷情況下的切換及對處于檢修狀態的高壓母線、斷路器等的電氣隔離。近年來，隔離開關故障曾引發多起事故，嚴重的甚至引起大面積停電。因此，對隔離開關進行合理的檢修維護管理，已成為隔離開關安全運行的重要保障。

1 GW10-550DW 型隔離開關結構及動作原理

1.1 結構

GW10-550DW 型隔離開關采用單柱垂直伸縮式結構，其組成部分包括底座、支柱絕緣子、導電部分、接地開關及操動機構。

1.1.1 底座

該型隔離開關底座由彎曲鋼板裝配而成。底座上有1 個固定支座和1 個轉動支座，固定支座固定支持瓷瓶，轉動支座轉動操作瓷瓶。底座上設有隔離開關和接地開關的傳動連桿，以及與現場基礎固定的調節螺栓。

1.1.2 支柱絕緣子

支柱絕緣子每相分為2 柱，分別支持絕緣子和操作絕緣子。每柱由3 節實心棒形支柱絕緣子疊裝而成，下端固定在底座的支座上。

1.1.3 導電部分

導電部分由導電閘刀、靜觸頭和均壓環等裝配而成。導電閘刀由導電桿、齒輪、平衡彈簧等組成。其中，導電桿由鋁合金圓管制成，為了防止高壓下感應產生電暈，沿其外緣裝設有多只均壓環。靜觸頭由導電桿、固定線夾、引弧桿、鋼芯鋁絞線、屏蔽罩組成。均壓環和屏蔽罩能有效地改善電場的分布情況。

1.1.4 接地開關

GW10-550DW 型隔離開關的接地開關為單桿分步動作式開關，是一個獨立的裝配單元。它通過杠桿連接到隔離開關本體底座上，可根據需要改變接地開關的布置，組合成不接地、單接地2 種形式。接地開關機構輸出軸和隔離開關機構輸出軸之間設有機械聯鎖，能保證主分—地合、地分—主合的順序動作。

1.1.5 操動機構

GW10-550DW 型隔離開關配用CJ6A 型電動操動機構。

1.2 動作原理

隔離開關的動作可以分為折疊動作和夾緊動作2 步。

1.2.1 折疊動作

電動操動機構由異步電動機驅動，通過機械減速裝置將旋轉力矩傳遞給機構主軸，借助連接鋼管傳給隔離開關，再通過操作杠桿帶動中間操作絕緣子旋轉180°。中間操作絕緣子通過連桿帶動固定在中間支柱絕緣子上的導電閘刀，使導電閘刀上下垂直伸縮。當導電閘刀向上伸時，動觸頭上觸片夾緊靜觸頭為合閘；當導電閘刀向下彎曲時，動觸頭上觸片與靜觸頭分開為分閘。

1.2.2 夾緊動作

隔離開關在合閘過程中，在接近合閘位置時，滾輪開始與齒輪箱斜面接觸，并沿著斜面運動；拉桿(與滾輪相連)克服彈力向前推移，帶動動觸頭做夾緊動作。當動觸頭夾住靜觸頭桿時，滾輪繼續沿斜面向前運動，直至合閘到位。

2 故障過程和原因分析

2.1 故障過程

2013年某日，某變電站1 號主變50111 隔離開關B 相在復役過程中發生合閘不到位故障。該隔離開關為某廠家2007年的產品，型號為GW10-550DW。其故障過程如下：在合閘過程中，隔離開關下導電臂動作到位，上導電臂向一側滑動且未做夾緊動作。進一步觀察發現，操作機構指示到位、底架輸出拐臂及導電輸出拐臂的動作角度正常。

2.2 原因分析

因設備生產廠家無備品，而設備需盡快復役，只能根據其動作軌跡和隔離開關結構作出初步判斷：下導電臂無異常，故障原因可能是在上導電臂內拉桿存在卡澀。在滾輪沿著斜面動作時，因拉桿卡澀無法帶動動觸頭做夾緊動作，在下導電臂動作到位的情況下，只能帶動上導電臂滑向一側。

內拉桿可能的卡澀位置如圖1、圖2 所示。

圖1 內拉桿與聯軸節軸套配合處卡澀

圖2 內拉桿與軸套卡澀

根據初步判斷，工作人員對該隔離開關進行停電檢查。檢查發現：1 號主變50111 閘刀B 相上導電臂內拉桿與軸套部位出現卡澀(如圖3 所示)，導致上導電臂內拉桿滾輪無法爬坡，合閘不到位。故障實際原因與初步判斷吻合。

圖3 內拉桿與軸套部位卡澀

經分析，引起內拉桿卡澀的主要原因如下。

(1)材質問題。GW10-550DW 型隔離開關安裝在戶外，長期運行后容易發生零部件氧化、潤滑脂干燥及流失等情況，易導致卡澀。

(2)傳動部位問題。導電閘刀上傳動環節多，部分軸銷和軸套暴露在外，容易與空氣中的水分接觸，操作過程中磨損嚴重，受潮后產生銹蝕，導致傳動部位出現卡澀。

(3)缺少必要的檢修維護。自投運后，1 號主變50111 閘刀因設備長期處于運行狀態，且該隔離開關為母線側隔離開關，故從未停運500 kV 母線對其進行檢修。

3 故障處理及建議

3.1 故障處理

(1)設備停役后，對內拉桿與聯軸節軸套配合處進行細砂紙打磨清洗和潤滑處理，添加二硫化鉬鋰基潤滑脂并安裝防雨設施。

(2)在B 相閘刀上導電臂與下導電臂連接處轉動部位加注潤滑油，對其他2 相也做潤滑處理。

(3)經打磨清洗和潤滑處理后，對該閘刀重新進行調整，使其符合運行要求。

3.2 建議

(1)由于目前該型號的隔離開關已停產，本次停電檢修是在無備品的情況下進行的，存在停運500 kV 母線的風險。如果預判失誤或者配件損壞需要更換，則需重新調整運行方式，此時有可能會導致其他問題的產生。因此，建議在某些產品停產時，及時做好備品的儲備工作。

(2)將此型號的隔離開關列入狀態檢修。該型號隔離開關的內拉桿需做重點維護，當同型號隔離開關處于停電狀態時，應做好維護工作，必要時進行完善化大修。

(3)“逢停必維”。結合設備停役機會適當延長停役時間，做好隔離開關的維護工作。特別是要加強母線側隔離開關維護工作，因為母線停運機會較少，其檢修維護機會也相對較少。建議母線側隔離開關采用質量相對優良的產品，以防故障時導致大面積停電事故。

4 結束語

加強對隔離開關的檢修管理，需從設備的正確選型入手，選擇質量優良、設計合理的產品。在進行高電壓等級或者重要變電站設備選型時，選擇質量優良且實際運行經驗充足的隔離開關，以減少故障率及停電影響范圍。充分利用好每次停電機會，做到“逢停必維”，以此來提高設備的可用系數和安全可靠性，保證企業的生產安全和經濟效益。

1 尹朝忠，周躍宇．220 kV GW10/GW11 型隔離開關故 障分析及改進措施[J]．內蒙古電力技術，2008(5).

2 王永寧，趙炳泉．單柱單臂垂直伸縮式隔離開關分合不 到位故障分析[J]．天津電力技術，2010(3).