220 kV戶外型隔離開關(guān)電動操作失靈分析及預(yù)防措施

潘偉斌

摘 要：首先說明220 kV戶外型隔離開關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、作用及其電動控制原理，并闡述了導(dǎo)致電動操作失靈產(chǎn)生的自然條件和其它原因，再從“電氣原因”和“機(jī)械原因”兩方面對隔離開關(guān)的電動操作失靈進(jìn)行原因分析和討論。最后提出了相對應(yīng)的隔離開關(guān)的日常維護(hù)內(nèi)容和預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：隔離開關(guān) 控制失靈 原因分析 預(yù)防

中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0097-02

220 kV隔離開關(guān)在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，是重要的一次設(shè)備。其結(jié)構(gòu)雖較為簡單，但戶外型隔離開關(guān)處于露天的自然環(huán)境中，長期受日曬雨淋，常常會出現(xiàn)故障問題。例如生銹、主刀口發(fā)熱、機(jī)構(gòu)箱進(jìn)水潮濕等。如果電氣設(shè)備發(fā)生故障，則需盡快拉開相應(yīng)的隔離開關(guān)以隔離故障設(shè)備?？焖俚牟僮饔欣诜乐闺娋W(wǎng)停電面積的進(jìn)一步擴(kuò)大和電網(wǎng)的持續(xù)穩(wěn)定運行，給故障設(shè)備的搶修做好安全技術(shù)措施。因此，我們要提高隔離開關(guān)運行的可靠性，并分析可能會引起操作失敗的原因，當(dāng)遇到操作失靈時可以快速處理。有針對性地做好日常巡視檢查和維護(hù)工作可以有效防止隔離開關(guān)電動操作失靈的發(fā)生。

1 220 kV隔離開關(guān)的作用和構(gòu)造

220 kV隔離開關(guān)在結(jié)構(gòu)上無滅弧裝置，但是有一個明顯的斷開口。它的作用就是當(dāng)其他設(shè)備檢修的時，用隔離開關(guān)隔離有電與無電部分，造成一個明顯的斷開點，使得檢修設(shè)備與電力系統(tǒng)完全隔離，保證工作人員人身和設(shè)備的安全。開關(guān)和隔離開關(guān)互相配合，進(jìn)行倒閘操作，以改變運行方式；以及可以用其來分合一些無故障的低負(fù)荷小電流的電路等。

220 kV隔離開關(guān)的基本構(gòu)造包含有導(dǎo)電主刀、絕緣子、傳動垂直桿、底座、操作機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)箱內(nèi)安裝有一個可以通過電氣控制正反轉(zhuǎn)的電機(jī)，利用電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動垂直傳動桿和各相間的連桿，以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)絕緣子，就可使得隔離開關(guān)的導(dǎo)電主刀進(jìn)行分合閘。

2 電動操作控制原理

220 kV隔離開關(guān)的電路是由一個控制回路和一個電機(jī)回路組成。在控制回路中，可以通過實現(xiàn)隔離開關(guān)“遠(yuǎn)方”的匯控箱和“就地”的機(jī)構(gòu)箱的分合閘操作。合閘按鈕、分閘按鈕可控制機(jī)構(gòu)箱里的“合閘”接觸器和“分閘”接觸器來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，再通過傳動垂直桿、旋轉(zhuǎn)絕緣子而實現(xiàn)隔離開關(guān)主刀口的分合閘。當(dāng)隔離開關(guān)分合閘到位時限位開關(guān)就會動作，切斷控制回路，接觸器返回，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。

機(jī)構(gòu)箱里使用的是三相交流電機(jī)，在電機(jī)回路中接觸器的動作決定電動機(jī)的轉(zhuǎn)動的方向，使得隔離開關(guān)“合閘”和“分閘”。并設(shè)有電機(jī)保護(hù)繼電器對交流電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)電機(jī)負(fù)荷超載時，保護(hù)繼電器觸點就會斷開控制回路和電機(jī)回路。

3 電動操作失靈的原因分析

由于戶外型隔離開關(guān)是安裝在露天的環(huán)境下，長期受到風(fēng)吹雨打，加上廣東地區(qū)酸雨較多，所以很容易就會造成一些零部件生銹，卡死及失靈等現(xiàn)象。例如傳動部分生銹不能轉(zhuǎn)動；電動機(jī)構(gòu)箱的密封不嚴(yán)漏水潮濕造成電氣回路絕緣下降失靈等問題。很容易導(dǎo)致隔離開關(guān)電動操作失靈，阻礙值班員電氣操作的順利完成。

當(dāng)隔離開關(guān)拉不開時，不能硬拉，特別是母線側(cè)刀閘。應(yīng)先查明操作步驟是否正確，再檢查設(shè)備。機(jī)構(gòu)是否銹蝕卡死，動、靜觸頭熔焊變形移位及瓷件破裂，斷裂，電動操作機(jī)構(gòu)，電機(jī)失電或機(jī)構(gòu)損壞或閉鎖失靈等原因。在未查清原因前不能強行操作，否則可能會引起嚴(yán)重事故，此時應(yīng)匯報調(diào)度，改變運行方式來加以處理。

3.1 電動操作失靈的電氣原因

當(dāng)隔離開關(guān)電動控制失靈時，運行人員進(jìn)行排查原因時應(yīng)按“從簡到難”，從“常見到不常見”的原因順序進(jìn)行查找，有助于我們可以較快地排除故障。首先檢查控制電源和電機(jī)電源的空氣開關(guān)是否在合上位置，電機(jī)過負(fù)荷保護(hù)繼電器有無動作，并用萬用表測量其電源電壓是否正常等。

（1）五防電氣閉鎖的原因。

220 kV隔離開關(guān)的分合閘操作受到電氣五防閉鎖的制約。當(dāng)操作不成功的時候，首先要檢查當(dāng)前的操作步驟是否正確，如正確，則檢查與之相關(guān)的開關(guān)、接地刀閘和隔離開關(guān)是否處在正確的位置，并檢查其輔助開關(guān)位置正確。

（2）控制回路的原因。

由于控制回路中串接了“遠(yuǎn)方” “就地”切換把手、接觸器及其接點、限位開關(guān)、電機(jī)過負(fù)荷保護(hù)繼電器、手動操作位置開關(guān)等，任何一個元件的損壞都可以造成控制回路斷線，使得隔離開關(guān)電動控制失靈。在運行經(jīng)驗中，限位開關(guān)出現(xiàn)故障和電機(jī)過負(fù)荷保護(hù)繼電器動作切斷控制回路的頻率最高。

檢查控制回路前，要確保先退出電機(jī)電源，以防隔離開關(guān)誤分合。按分控制回路上的元件逐個進(jìn)行檢查并測量其電壓是否正常。檢查“合閘”交流接觸器和“分閘”交流接觸器是否動作，有無卡死，檢查隔離開關(guān)的限位開關(guān)位置，手動操作位置開關(guān)等。

（3）電機(jī)回路的原因。

在電機(jī)回路中串接有手動操作位置開關(guān)、接觸器接點、電機(jī)過負(fù)荷保護(hù)繼電器接點還有電動機(jī)本體。隔離開關(guān)的控制回路和電機(jī)回路圖。由于機(jī)械機(jī)構(gòu)生銹阻力增大的原因，電機(jī)保護(hù)繼電器保護(hù)經(jīng)常動作，切斷電機(jī)回路，我們則需要按復(fù)歸按鈕。如回路中的元件都正常，可用萬用表的電阻檔檢查電機(jī)各相對地和相間的絕緣是否正常，電機(jī)燒壞時常發(fā)生。

3.2 電動操作失靈的機(jī)械原因

（1）機(jī)械五防生銹卡陰礙的原因。

由于有很多的隔離開關(guān)的與接地刀閘是同一底座，它們之間裝有一個機(jī)械式閉鎖裝置，長期的雨水腐蝕可能使得機(jī)械閉鎖生銹失靈，阻礙了隔離開關(guān)的分合。例如北京ABB廠家SSBII（-AM）-72.5型號隔離開關(guān)與接地刀閘之間的機(jī)械式閉鎖裝置。通過兩個缺口的圓盤和一根可以兩邊移動的鐵棒進(jìn)行互相閉鎖。當(dāng)鐵棒生銹卡死后，不能左向移動，就阻礙了隔離開關(guān)的正常分合閘。

（2）傳動桿螺絲不能鎖死旋轉(zhuǎn)滑動的原因。

從機(jī)構(gòu)箱到導(dǎo)電體主刀口之間的動力傳輸要經(jīng)過垂直傳動桿、各相間的連桿和動旋轉(zhuǎn)絕緣子等元件的傳動。各元件間的連接是利用螺絲堅固。當(dāng)螺絲松動或某一部位生銹阻力增大時，就有可能在某一傳動部位的連桿處發(fā)生滑動的現(xiàn)象。從而不能帶動三相或某一相的主刀口的分合閘。

4 預(yù)防措施

現(xiàn)在變電站通過綜自改造更換新的隔離開關(guān)都是名牌產(chǎn)品（例如西門子、ABB等），都有很高的可靠性，更有些廠家的產(chǎn)品承諾在正常條件下5年內(nèi)或是操作1000次以內(nèi)是免維護(hù)的。但是為了保證各電氣設(shè)備和電網(wǎng)的安全持續(xù)穩(wěn)定運行，隔離開關(guān)日常的巡視和維護(hù)工作必不可少。

在日常維護(hù)中，我們要利用有效的方法全面檢查隔離開關(guān)每個部件，并對其進(jìn)行狀態(tài)評估。確保隔離開關(guān)能夠在帶電情況下正常健康運行。

（1）機(jī)構(gòu)箱和匯控箱要密封，嚴(yán)防灰塵和下雨天時雨水的進(jìn)入。制定周期計劃對其進(jìn)行定期的檢查和清潔，如發(fā)現(xiàn)有進(jìn)水或灰塵較多，要立即進(jìn)行處理。

（2）機(jī)構(gòu)箱和匯控箱的自動加熱器要處于開啟的狀態(tài)，濕度和溫度調(diào)整在運行規(guī)程規(guī)定的范圍值之內(nèi)，并且運行正常。以防止因箱內(nèi)潮濕而造成電氣回路的絕緣下降和金屬機(jī)械構(gòu)件的生銹。

（3）定期檢查隔離開關(guān)的垂直傳動桿和各相之間連桿的所有螺絲是否緊固，有無生銹現(xiàn)象。各傳動桿上的鐵銷釘有無脫落現(xiàn)象。檢查位置標(biāo)識有無發(fā)生相對位移現(xiàn)象。

（4）檢查機(jī)械五防聯(lián)鎖和各個運動的零件。并使用潤滑油來潤滑連桿的主要軸承和相對運動的連接處。

（5）檢查二次電纜和二次接線是否有斷線和松動的現(xiàn)象。

5 結(jié)語

220 kV戶外型的隔離開關(guān)廣泛應(yīng)用于各個變電站中。雖然隔離開關(guān)相對于其他電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其數(shù)量較多。且在實際運行經(jīng)驗可知中，隔離開關(guān)電動操作失靈的概率較高。該文首先說明隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)及其電動控制原理，再從“電氣原因”和“機(jī)械原因”兩方面來對隔離開關(guān)電動操作失靈的問題進(jìn)行展開分析討論。并提出了相關(guān)的日常維護(hù)內(nèi)容和預(yù)防措施。以上內(nèi)容希望可以對運行人員關(guān)于隔離開關(guān)的維護(hù)工作提供幫助和參考的作用，一起交流學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉增良.電氣設(shè)備及運行維護(hù)[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2] 郭建文.變電運行及設(shè)備管理技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2005.endprint