35kV隔離開關分合閘故障分析及處理

江榮有（江西銅業集團公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

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35kV隔離開關分合閘故障分析及處理

江榮有
（江西銅業集團公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

摘 要：介紹了德興銅礦變電站35kV隔離開關故障，并對故障情況進行分析，尋找解決隔離開關分合閘故障率高的問題，從變電站發生的各種分合閘故障找出最主要的影響因素，并對此因素進行攻關，在變電站實施攻關措施，并在各變電站加于應用，有效地解決了變電站35kV隔離開關分合閘故障次數多的問題，預防和杜絕不能正常分合閘跳閘現象，降低變電站故障次數，保障了變電站安全穩定運行。

關鍵詞：隔離開關；故障；分合閘；緊固；斷路器；傳動機構

1 引言

變電站內主要高壓設備有變壓器、斷路器、隔離開關等。在這些高壓設備中，隔離開關是高壓開關電器中使用最多的電器設備。動力廠變電站共有48臺35kV隔離開關，按安裝點可分為室內式和室外式，主要作用是供高壓線路在無載情況下進行換接，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電氣設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離。由于使用次數多，工作可靠性要求高，出現的問題也比較多。近年就常出現軸銷脫落、楔栓退出、鑄鐵斷裂等機械故障［1］，或因為電氣回路故障，發生刀桿與操作機構脫節，從而引起隔離開關拒絕分合閘，或者合不到位等故障，直接影響到德興銅礦生產供電的穩定。

圖1　變電站高壓輸配電流程圖

2 變電站35kV隔離開關故障現狀

（1）2015年上半年筆者調查了全礦13座變電站48臺35kV隔離開關在2014年8-12月分合閘故障情況并統計如表1。

表1　分合閘故障情況統計表

2014年8-12月變電站35kV隔離開關分合閘故障率高達8%，已嚴重影響到變電站安全穩定運行。

（2）為了找到問題所在，對造成變電站35kV隔離開關分合閘故障率高的原因進行分析，主要原因有機械系統故障與電氣系統故障。機械系統故障又有機械傳動故障；操作機構故障；操作手柄故障；開關觸頭彈簧失效等。電氣系統故障主要是：電機回路故障；磁瓶斷裂故障［2］；操作方法不當；轉換開關故障；限位開關故障；導電回路結構不良等。這些故障都會對隔離開關造成不同程度的影響，而對隔離開關分、合閘故障率高的最主要問題是：①機械傳動故障；②電機回路故障。

3 變電站35kV隔離開關故障率高的原因分析

（1）戶外高壓隔離開關是受環境和氣候條件影響最大的一種電氣設備，毫無遮擋的暴露在室外，長年受風吹、日曬等多種氣候的侵害，而35kV變電站大部分建立在廠房附近，長年受粉塵等侵害，多次發現控制導線接頭出現嚴重的氧化腐蝕現象［3］，造成線路阻抗過大而使電壓偏低影響電機的正常運行。表2是變電站5臺隔離開關并用萬用表電壓檔測量電機的線路電壓。

表2　電機的線路電壓表

（2）隔離開關的傳動部件，如傳動連桿、水平連桿、垂直連桿等，都是采用鋼管制成，鋼管的強度或剛度不足，容易發生變形或扭曲，而我們隔離開關的垂直連桿采用夾子緊固連接，根據以前的檢修記錄，在操作過程中多次出現過緊固夾子松動移位現象，造成分合閘行程變化而使分合閘不到位［4］。從而造成緊固夾子松動。

為了驗證緊固夾子的松動情況，手動操作幾臺隔離開關，用游標卡尺測量垂直連桿扭曲移位情況，見表3。

表3　垂直連桿扭曲移位情況表

4 采取措施及實施效果

對策實施一：采用抗氧化腐蝕強的材料做接線端頭。

圖2　隔離開關檢修流程圖

按技術要求改造完后，通電測試能達到我們的設計要求，過了30天我們檢查測試沒有發現鍍銀的裸端頭被氧化現象。這是因為鍍銀具有很強的抗氧化腐蝕性能，而且銀被氧化后生成的氧化銀阻抗很小，幾乎不影響電路的壓降［5］。改造完成隨機抽查了5臺隔離開關，通電測試結果見表4。經通電測試檢查均達到了技術要求。

表4　隔離開關接點電壓表

對策實施二：采取措施固定夾子與連桿。

夾子與連桿的可靠連接有兩種：一種是電焊連接，另一種是定位銷連接。在對策評價選擇表中，我們選擇了定位銷連接，因為定位銷是活動的，可以很方便地調節隔離開關的轉動行程，使開關分、合閘安全到位。

根據對策表制定的措施：

（1）用45#鋼按技術要求制作定位銷：經過現場精確測量設計出定位銷的形狀、尺寸如圖3。經材料設備室審核后，馬上進行加工，于2013年4 月25日完成。

圖3　定位銷加工圖

（2）鉆孔安裝定位銷：如圖4，在緊固夾子與連桿中間的連接部位平鉆一個直徑3mm的通孔，用定位銷加以固定，并用螺帽緊固［6］。

圖4　隔離開關傳動機構簡圖

實施完后我們立即進行了現場驗證，手動操作了5臺隔離開關，在4月27日用游標卡尺測量垂直連桿扭曲移位情況，實測結果見表5。測量結果表明，垂直連桿經過加裝定位銷后（圖5），連桿扭曲移位值如表5，均小于規程標準1mm，實施有效。

表5　垂直連桿扭曲移位改造后表

圖5　隔離開關改造后圖

5 實施效果

（1）故障率達到運行要求。實施完后，小組又統計了全礦13座變電站48臺35kV隔離開關在2013年5-9月分、合閘的故障情況，結果見表6。在效果檢查期間，35kV隔離開關分、合閘的故障率下降到4.8%，圓滿完成小組年初制定的目標值。

表6　隔離開關分合閘次數統計表

（2）直接經濟效益。

2012年11月至2013年4月，35kV隔離開關維修費用平均為8000元/月，活動完成后的2013 年7-12月期間，隔離開關的故障明顯減少，維修費用平均值降到了500元/月，半年共節約設備維修費用45000元。

本次QC小組活動投入費用3000元（材料費1500元，加工制作費500元，人工費1000元）。

半年直接經濟效益：45000-3000=42000元。

（3）社會效益。①減少設備故障率，大大減輕了檢修人員的勞動強度。②提高了電氣設備運行的可靠性，確保銅礦生產安全穩定進行。

6 結束語

小組把本次活動的改造資料“垂直連桿扭曲移位數據表”與“隔離開關傳動機構簡圖”等技術資料進行了收集、整理、歸檔保存，并推廣使用。對全礦13座變電站48臺35kV隔離開關在2013年10-12月鞏固期分、合閘的故障情況又進行了統計，如表7，可以看出：鞏固期2013年10-12月35kV隔離開關故障率低于目標值5%。

表7　隔離開關分合閘次數鞏固期統計表

通過本次攻關活動，降低了隔離開關分合閘的故障率［1］，達到了預期目標，為設備平穩運行、成本節約、安全生產作出貢獻。同時小組成員在專業技術方面得到了一定程度的提高，為今后處理類似問題積累了豐富的經驗。

參考文獻：

［1］史國超. 中小型水電站金屬結構及機電設備制造安裝檢測實用技術[M]. 南京:黃河水利出版社, 2006:1-5.

［2］杭榮付. 淺談變電所隔離開關控制和操作[J]. 科學與財富, 2010(10):10-20.

［3］孫曉敏. 變電站倒閘操作過程中隔離開關故障處理方法[J]. 廣東電力, 2011(9):8-13.

［4］廣東電網公司惠州供電局. 電氣設備紅外測溫診斷實施細則(試行) [E]. 惠州:廣東電網公司惠州供電局, 2005:16-25.

［5］燕文斌. HXD1型電力機車高壓隔離開關故障分析與對策[J]. 2013(2):P11-25.

［6］李雪楠. 淺談高壓隔離開關故障原因與檢修措施[J]. 民營科技, 2010(1):10-15.

Analysis and Treatment of the Fault Occurred in 35kV Substation Isolation Switch

JIANG Rong-you
（Dexing Copper Mine, Jiangxi Copper Corporation, Dexing 334224, Jiangxi, China）

Abstract:Through introducing Dexing Copper Mine Power Plant and substation 35kV isolating switch fault, and analysing the fault, the main influence factors are found out and brainstormed from kinds of faults which occurred in substation. The key measures are implemented and applied in substation. Finally, the problem of the 35kV disconnector closing fault many times on substation were effectively solved, to prevent and eliminate the phenomenon of not normal closing tripping, reduce the times of substation fault and protect the substation safety and stable operation.

Keywords:isolating switch；fault；switch；fastening；circuit breaker；transmission；mechanism

作者簡介：江榮有（1963-），男，江西廣豐人，從事電氣技術工作。E-mail:1244980044@qq.com

收稿日期：2015-10-20

中圖分類號：TM564.1

文獻標識碼：B

文章編號：1009-3842（2016）01-0077-03