220kV母線側隔離開關常見故障及處理

程銳

摘 要：四川500kV變電站220kV部分多采用雙母雙分段設計，母線側隔離開關往往由于僅在出線線路或母線單一停電時仍為帶電設備，不具備檢修條件造成隔離開關設備年久失修，故障較為頻發，嚴重威脅電網安全運行。該文結合實際案例，對設備常見故障進行分析，并提出具體的解決措施。

關鍵詞：隔離開關 故障分析 處理措施

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（c）-0086-02

220kV母線側隔離開關隨著運行時間增加，同時受停電條件限制，通常會出線接頭發熱、機構卡澀、分合閘不到位、動靜觸頭夾不緊，傳動部件銹蝕等現象。導致設備故障較為頻發，往往為了處理缺陷，造成母線或出線線路的非計劃停運，嚴重威脅電網安全運行。

1 隔離開關的結構、運動原理

1.1 隔離開關的結構

隔離開關供高壓線路在有電壓無負載時分、合線路，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等實現安全的電氣隔離。

目前在我分部大量運行的西安西電高壓開關有限責任公司生產的GW10型與山東泰開隔離開關有限公司生產的GW22型隔離開關均為單柱單臂垂直伸縮式，由底座、支柱絕緣子、旋轉絕緣子、導電系統、傳動系統等部分組成。

其中導電系統主閘刀采用單臂伸縮式結構，由靜觸頭、導電臂組成。靜觸頭由靜觸桿、鋼芯鋁絞線、導電板、母線夾具組成，靜觸桿為鍍銀銅管，導電板為鍍銀鋁板。導電臂由上導電管、連軸節、下導電管、基座組成。動觸頭裝在上導電管的頂部，觸片有較長的接觸面，接觸壓力由上導電管內部的頂壓脫扣裝置產生并保持穩定的壓力值。[1]

1.2 隔離開關的運動原理

西安西電GW10型與山東泰開GW22型隔離開關均采用CJ6型電動機操動機構。該機構通過接頭、連桿、法蘭驅動旋轉絕緣子轉動90?，旋轉絕緣子與基座上的傘齒輪相連，通過一對傘齒輪的嚙合改變力的方向，由拐臂、連桿構成的四連桿系統帶動下導電管在垂直面內轉動。下導電管內的齒條與齒輪箱內的齒輪可靠嚙合，上導電管與連軸叉裝配在一起，齒輪通過轉軸帶動連軸叉，從而帶動上導電管隨下導電管的轉動作往復運動。當隔離開關接近合閘時，齒輪箱頂端斜面接觸滾輪并推動滾輪沿斜面向上運動，從而推動拉桿運動，使夾緊彈簧被壓縮，使得觸指平行夾緊靜觸頭導電管，并保持適當壓力，合閘運動結束；分閘操作過程與此相反，使上下導電管折疊，放置于基座上方，與靜觸頭間形成清晰可見的垂直斷口。

2 典型缺陷及處理

2.1 發熱類缺陷

2.1.1 發熱缺陷案例

由于氣溫及負荷的變化，會引起各部件及緊固螺栓的熱脹冷縮，當各部件及緊固螺栓的熱脹冷縮系數不一致時，將會引起各連接螺絲松動，從而使接觸不良，從而導致發熱類缺陷發生，特別是在迎峰度夏等負荷急劇增加時更易出現。對各個螺栓接頭部位的緊固、處理需引起高度重視。

圖1為動觸頭軟連接松動造成接頭發熱缺陷，溫度達到156℃，從圖1（b）可以明顯看出發熱氧化痕跡。

圖2為隔離開關基座與設備線夾處發熱缺陷，溫度達到157℃。

圖3為隔離開關靜觸頭導電板接頭發熱缺陷，溫度達到102℃。

以上3處均為典型的導電部位接觸不良引起的發熱類缺陷，通過停電后檢查可以明顯看到接線連接部位有高溫過熱甚至金屬表面發白痕跡。

2.1.2 發熱缺陷處理措施

為避免類似缺陷再次出現，需要求檢修人員在設備停電后對導電接頭部位包括設備接線板、上下導電臂間軟連接、動觸頭處的軟連接等連接部位進行檢查并使用力矩扳手按廠家給定的力矩值緊固連接螺絲，對氧化明顯或接觸不好的部位還需拆下處理后復裝，對銅與銅接觸表面應使用砂布擦掉氧化層后立即在其表面涂適量導電脂。對動、靜觸頭鍍銀的接觸面需使用丙酮或酒精進行清潔并涂上工業凡士林油。通過以上措施，保證隔離開關的導電部位各接觸面表面清潔、連接緊固，回路電阻測試值達到設備制造廠家的規定值要求。

2.2 傳動部位卡澀類缺陷

2.2.1 卡澀類缺陷案例

在對母線側隔離開關的運行維護中，多次出現對隔離開關進行分閘時動觸頭觸片無法脫離靜觸桿、進行合閘時動觸頭觸片無法正常夾緊靜觸桿的異常情況。圖4即為一起典型的因傳動部位卡澀造成隔離開關拒分的缺陷（見圖4）。

經過停電后對設備的檢查發現，原因為上導電管防雨罩無法真正防水以及排水孔堵塞引起導電管內的夾緊彈簧、回復彈簧銹蝕失效，從而導致隔離開關動觸頭觸片無法正常開合。

圖5為存在破裂缺陷的上導電管防雨罩部件。

2.2.2 卡澀類缺陷處理措施

針對上導電管防雨罩不能正常防水，雨水滲漏引發導電管內部傳動部件銹蝕、卡澀現象帶來隔離開關拒分、拒合的缺陷。經運行單位提出，會同設備生產廠家重新對頂部防雨罩部位進行改進。

采用新設計結構的上導電管頂部的觸指完全在觸頭座外側安裝，不再伸入上導電管內部，伸出導電管外的調節觸指夾緊力的頂桿為表面極為光滑的不銹鋼桿，而且與導電管觸頭座之間安裝有一個油封，油封與頂桿之間有一定的壓縮量，與觸頭座固定后圓周接縫處全部采用防水膠密封，可以可靠防止雨水進入。導電管內的復位彈簧及頂桿等零件均采用不銹鋼或鋁合金材質，可以有效避免零部件的銹蝕卡滯。結構見圖6。根據運行經驗，采用新設計后的隔離開關未再因防雨罩密封失效導致的拒分、拒合故障。

在對隔離開關運動卡澀的原因分析，發現零部件銹蝕是造成隔離開關運動卡澀的主要原因。運行經驗表明：由于結構件焊縫或焊點處經常會保留酸液。在戶外環境運行中首先腐蝕.然后擴大。容易導致大面積銹蝕。建議在隔離開關設計及制造時盡量采用非焊接結構。如確需進行焊接處理，必須保證焊接面防腐處理到位，防止從焊接部位銹蝕造成的傳動部件卡澀。

在對隔離開關的日常維護時應加強對操動機構的檢修。操作機構的部件有無開焊、變形或銹蝕現象，活動絕緣子軸、銷、釘、緊固螺栓是否正常、齊全、緊固。各轉動部件清洗并涂潤滑脂。蝸輪式操作機構，應檢查各轉動蝸輪與蝸桿的嚙合情況，不能有磨損、卡澀現象。操作機構檢查完畢后，應進行分、合閘操作實驗3～5次，以檢查操作機構和傳動部分是否靈活和可靠。[2]

3 結語

隔離開關作為故障發生頻率較高的主設備，作為運維單位，應加強對設備日常紅外測溫，切實做好停電檢修期間的對操動機構、導電部件各項維護工作，以此提升設備的健康水平，減少主設備非計劃停運事件的發生。

參考文獻

[1] GW22A-252，型隔離開關安裝使用說明書[S].山東：山東泰開隔離開關有限公司，2008.

[2] 張珂磊.隔離開關常見故障分析及處理[J].水利水電技術，2014（6）：82-84.