電容器成套裝置接地刀閘支柱絕緣子故障分析及對策

于建偉等

摘 要：針對三起10kV電容器成套裝置接地刀閘支柱絕緣子故障，通過現場觀察，分類概括支柱絕緣子故障類型。通過分析指出支柱絕緣子故障主要是由于本身質量原因，接地刀閘維護不到位，以及操作人員操作接地刀閘時用力過大。提出了支柱絕緣子故障的處理方法，并制定防范措施。

關鍵詞：接地刀閘；支柱絕緣子；故障

引言

10kV電容器成套裝置檢修時，為了安全起見，當斷路器斷開后，要將進線三相短路并接地。將三相短路接地的功能是通過一組刀閘實現的，即接地刀閘。當斷路器已斷開后，合上接地刀閘以保護檢修作業人員的人身安全。接地刀閘的好壞直接影響檢修人員的人身安全。

近年來，通過對大量電容器成套裝置接地刀閘的檢修工作發現，支柱絕緣子故障是引起的接地刀閘故障的主要原因。特別是隨著設備運行年限的增加，支柱絕緣子斷裂、炸裂故障時有發生，個別甚至造成運行中的電容器接地短路的嚴重事故。

1.三起接地刀閘支柱絕緣子故障經過

1.1 某220kV變電站10kV電容器成套裝置接地刀閘支柱絕緣子絕緣性能下降

2013年，某220kV變電站內電容器成套裝置試驗工作中，電容器成套裝置各設備絕緣電阻合格，進行整組電容器絕緣電阻試驗時，絕緣電阻為0MΩ，經過對電容器成套裝置支柱絕緣子逐個排查，最后發現接地刀閘上口C相支柱絕緣子絕緣電阻為0MΩ。該絕緣子外觀良好，無物理損傷。

1.2 某110kV變電站10kV電容器成套裝置接地刀閘支柱絕緣子斷裂

2012年8月6日，運行人員上報在某110kV變電站10kV電容器成套裝置接地刀閘B相動觸頭支柱絕緣子斷裂，絕緣子自中間部位斷開，分為兩部分，下部留在底座連桿上，上部同動觸頭共同掉落，導致B相接地刀閘無法合閘。如圖1所示。

2.事故原因分析

2.1接地刀閘支柱絕緣子絕緣性能下降故障原因分析

經試驗發現接地刀閘上口C相支柱絕緣子絕緣電阻為0MΩ，檢查支柱絕緣子的外觀完好，無細小裂紋，但底部法蘭與瓷瓶連接處有明顯縫隙。

該絕緣子制作工藝為法蘭與瓷質絕緣子使用水泥膠裝劑粘合，膠裝劑外層涂抹防水膠。然而由于制作工藝不良，防水膠涂抹面積不足且薄厚不均勻，當溫度發生變化時，由于法蘭、瓷質、水泥膠裝劑的膨脹系數不同，溫度降低時，法蘭收縮量大而瓷質收縮量小，導致法蘭與瓷質之間出現細小縫隙，由于防水膠涂抹不規范，沒有起到完全防水的作用。水分從縫隙進入絕緣子內部，水泥膠裝劑具有吸水性，加劇了絕緣子內部受潮，加之瓷質質量不佳，內部存在大量氣孔和微觀裂紋，內部受潮后絕緣性能急劇下降導致出現零值絕緣子[1]。

2.2接地刀閘支柱絕緣子斷裂故障原因分析

經過現場停電檢修，發現該組接地刀閘的拐臂、連桿、轉動部位銹蝕嚴重，操作卡澀，導致操作接地刀閘時支柱絕緣子受力加大，超過了支柱絕緣子的強度范圍，將動觸頭支柱絕緣子拉斷。

實行狀態檢修后，電容器一般檢修維護周期為4到5年，接地刀閘長期擱置、不操作且維護不到位，風吹日曬雨淋導致傳動部分氧化生銹、機械卡澀。加之操作人員使用自制加力桿等輔助工具野蠻操作，導致支柱絕緣子受力大大超過了其強度范圍，最終將絕緣子拉斷。

2.3接地刀閘支柱絕緣子碎裂故障原因分析

設備檢查發現，該相靜觸頭出現位移，合閘時，靜觸頭無法嵌入到動觸頭中間，而是頂在動觸頭一側刀片上的。致使其他三相接地刀閘無法接觸，且接地刀閘動觸頭上的彈簧無法起到緩沖作用。

仔細觀察破損絕緣子可以發現很多細小孔洞。說明該絕緣子在制坯、干燥、燒制過程中工藝不佳，形成了先天性缺陷，造成機械強度不足。

操作人員在設備停電工作時，使用加力桿野蠻操作，用力過猛。動觸頭直接拍在靜觸頭上，缺少緩沖，加之絕緣子強度不足，導致靜觸頭支柱絕緣子被拍碎。

3.防范措施

3.1加強接地刀閘支柱絕緣子質量與驗收

支柱絕緣子應采用性能穩定（強度分散性小）的優質高強瓷瓶，確保在滿足額定機械負荷下有2.5倍以上的安全系數。法蘭與瓷瓶連接處均勻涂抹防水膠，提高了瓷瓶的可靠性。制定了公司內控標準，加強進廠驗收管理[2]。

3.2定期對接地刀閘檢修維護

接地刀閘應定期檢修維護，傳動部分的靈活，有效的減小了支柱絕緣子的受力，提高使用壽命。接地刀閘檢修維護一般每年不少于一次，在電容器成套裝置設備檢修后，也應對接地刀閘進行檢修和維護。內容包括：

（1）清除各部位塵土，對接地刀閘進行除銹；

（2）檢查調整接地刀閘觸刀與觸頭接觸情況；

（3）檢查各部位是否松動；

（4）檢查調整傳動情況，將轉動部位涂潤滑脂，接地刀閘應操作靈活。

3.3規范接地刀閘的操作

操作人員拉合接地刀閘時應小心用力，不可用力過猛，當遇到接地刀閘卡澀嚴重、動靜觸頭配合不當，導致接地刀閘合不到位時，可掛臨時接地線，并及時向上級領導報告，讓檢修人員對接地刀閘進行檢修維護，防止支柱絕緣子受損。

4.結語

通過對三例10kV電容器成套裝置接地刀閘支柱絕緣子故障分析，可以看出故障的主要是由支柱絕緣子的質量問題，接地刀閘維護不到位，操作用力不當造成的。所以要對接地刀閘的產品質量進行管控，還要保證設備的安裝質量，對接地刀閘要每年至少進行一次檢修維護，要規范接地刀閘的操作規程，加強人員培訓，才能有效的防止支柱絕緣子出現故障。

參考文獻：

[1]閆浩，趙長春，高磊. GW7_220型隔離開關支柱絕緣子斷裂原因分析及預防措施[J]. 吉林電力，2006，34（3）：31-41.

[2]李建基.高壓開關設備實用技術[M].北京：中國電力出版社，2005.

作者簡介：

于建偉（1981- ），男，河北省廊坊市，助理工程師，電纜技師，從事電力電纜及無功設備檢修工作。

郗力強（1988- ），男，河北省廊坊市，助理工程師，從事電力電纜及無功設備檢修工作。

尚建武（1972- ），男，天津市武清區，助理工程師，變壓器技師，從事電力電纜及無功設備檢修工作。

劉冰（1983-），男，河北省廊坊市，工程師，從事無功專業管理工作。

安冰（1983-），男，河北省廊坊市，工程師，從事電力設備高壓試驗工作。