變電站隔離開關運維關鍵技術

劉現義，孫圣凱，鄭增輝

國網山東電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000

0 引言

變電站隔離開關的主要作用是電氣安全隔離以及改變系統運行方式。隔離開關的性能及運行狀態直接影響變電站的安全、穩定運行，因此必須對其加強日常運維管理，確保隔離開關保持良好的運行狀態。近年來，變電站隔離開關問題所引發的故障屢見不鮮，嚴重時甚至釀成安全事故，因此有必要深入研究影響變電站隔離開關性能以及運行狀態的因素，進而制訂完善的運維管理方案，有效預防因隔離開關缺陷引發的故障或者事故。

1 項目概況

截至2020年12月，某市已實現電網全覆蓋，根據統計數據顯示，該市目前110 kV及以上的隔離開關共計3 108組，其中110 kV隔離開關共計2 368組，220 kV隔離開關共計740組。110 kV隔離開關中服役年限在5年以內的為727組，服役年限在10年以內的為1 218組，服役年限超過10年的有423組；220 kV隔離開關中服役年限在5年以內的有208組，服役年限在10年以內的有414組，服役年限超過10年的有118組。該市電網考慮到所有隔離開關中服役年限超過5年的占比較多，存在的隱患較多，為了確保電網運行的安全，決定于2021年1月對全市所有110 kV及以上隔離開關進行專項治理，重點解決存在的隱患，加強隔離開關運維管理，確保隔離開關性能優良，運行狀態正常。

2 變電站隔離開關運行狀態的影響因素

根據該市此次變電站隔離開關專項治理活動的實際情況可知，影響變電站隔離開關性能以及運行狀態的因素主要有以下方面。

（1）環境因素。變電站隔離開關多處在戶外環境中，因此易受到環境因素的影響，尤其是隔離開關接線端、導體觸頭等由于長期暴露在空氣中，受水分、氧氣、化學氣體以及腐蝕性物質的影響，會受到嚴重侵蝕。城市地區由于供電負荷較大，空氣污染相對嚴重，隨著隔離開關服役年限增加，容易使其出現氧化問題，進而導致導電體表面的電阻增大，易出現因接觸不良而發熱的問題[1]。鄉村地區雖然供電負荷較小，環境污染較輕，但是易發生鳥類在隔離開關上筑巢的情況，若巡視不到位，處理不及時，會影響隔離開關的運行狀態。

（2）變電站沉降。在此次變電站隔離開關專項治理活動中，發現部分隔離開關因變電站沉降導致與接地開關之間的閉鎖較緊，出現卡澀的情況，部分隔離開關還存在合閘不到位、引線過緊、接觸電阻過大導致發熱等問題[2]。變電站沉降問題主要是由于在設計建造時存在缺陷，地基處理不當，同時后期維護管理工作不到位所致。

（3）開關質量。質量是影響變電站隔離開關性能以及運行狀態的關鍵性因素之一，若質量不合格，則隔離開關出現故障的風險就會增大。根據隔離開關專項治理活動的情況來看，因產品質量導致的故障主要有以下幾種情況：其一是隔離開關傳動部分軸承材質不佳，存在斷裂的隱患；其二是閘刀設計不當，選材存在問題；其三是操動桿材質存在質量問題，易出現腐蝕的情況，影響分合閘[3]；其四是隔離開關齒輪損壞比較嚴重，導致開合閘不到位。

3 變電站隔離開關運維策略

為了確保變電站安全、穩定運行，在專項治理活動中，該市電網采用工廠化檢修與集中檢修相結合的模式，同時引入精細化管理理念，全面排查存在的隱患，有效提升變電站隔離開關運維管理水平。

3.1 工廠化檢修與集中檢修相結合

該市電網2010年開始實施大型工程集中運維管理模式，在多年運維管理實踐中，從管理模式、過程策劃、安全措施、施工準備、現場配合、竣工驗收等多方面不斷完善變電站隔離開關運維管理模式。在運維管理計劃執行過程中，引入項目經理制與總負責人制，明確各級工作人員職責，將責任分解細化，安全管理以及專業人員全過程參與運維管理工作。引入運維管理策劃、預防性檢修以及設備性能評估理念，有機結合設備隱患治理、設備維修、技術改造、設備測試、整治等各項活動[4]。運維管理策劃范圍涵蓋現場勘查、設備采購、方案編制、安全管理等多方面，全方位做好準備工作。在多個大型變現站檢修項目過程中，均采用集中檢修模式，取得了不錯的成效。在隔離開關治理活動中，該市電網在原有集中運維管理模式的基礎上結合工廠化檢修模式。工廠化檢修模式的優勢在于可以有效整合資源，提高運維質量，同時能強化專業支撐。從治理活動的經驗來看，結合工廠化檢修模式，使檢修質量得以顯著提升，可以有效排除設備隱患，綜合效益較高。

通過工廠化檢修與集中檢修模式的有機結合，進一步完善了變電站隔離開關運維管理，使該市電網全面掌握了所有變電站隔離開關運行狀態以及設備性能，使得運維管理計劃更具針對性，可以及時有效排除設備隱患，最大限度地保障隔離開關正常運行。

3.2 實施全過程、精細化運維管理

實施全過程、精細化運維管理要求從隔離開關選型、采購、安裝、驗收、檢修、更換等全過程管控，引入精細化管理理念，推動變電站隔離開關運維管理模式由粗放型向精細化轉變。在全過程、精細化管理模式下，隔離開關選型需要注意以下幾方面：其一是隔離開關觸片以及彈簧結構應選擇新型銅質合金材料，嚴格控制動、靜觸頭的尺寸，確保實現有效接觸，避免出現因電阻過大導致發熱的問題[5]；其二是軸承與軸套應選擇防銹材料，并確保潤滑性能良好，避免軸承運動過程中銹蝕；其三是隔離開關底座架、螺栓以及連桿應選擇非焊接結構，這主要是由于焊接結構的焊點與焊縫部位易發生銹蝕；其四是隔離開關絕緣子上部結構應密封在客體內，避免雪、雨、冰雹、潮濕等腐蝕零部件，影響隔離開關的運行狀態；其五是主傳動桿與聯動桿對接部位應采用柔性連接，避免在現場進行焊接，以避免焊縫處出現銹蝕，同時便于安裝調整。設備安裝環節要加強設備檢測，尤其是針對隔離開關瓷瓶裂紋、斷裂等隱患，應進行超聲波無損探傷，檢測瓷瓶內部，確保其質量合格，符合設備運行要求[6]。在日常運維中，定期采用紅外線熱像儀對隔離開關觸頭以及連接部位進行檢測，查看是否存在異常發熱的情況，以便及時采取維修養護措施。同時，要注意做好隔離開關防污工作，尤其是城市地區的變電站，要定期對隔離開關進行清洗處理，確保其絕緣性能良好。在每年春檢與秋檢停電過程中，要對隔離開關進行全方位檢測，以排除故障隱患。

3.3 制訂差異化運維管理方案

根據變電站隔離開關專項治理活動的結果來看，影響隔離開關運行狀態以及性能的因素較多，城市地區與農村地區變電站影響隔離開關運行狀態的因素差異性較大，因此單一化的運維管理方案無法有效解決不同的問題，必須制訂差異化的運維管理方案。該市電網針對這種情況，結合本次專項治理活動的結果建立了變電站隔離開關運行狀態數據庫，記錄了不同變電站影響隔離開關運行狀態的主要因素，比如空氣污染、產品質量、安裝工藝、濕度、溫度等，以此作為依據制訂針對性的運維管理方案，可以有效降低隔離開關故障率，同時顯著提升運維管理效率，減少資源消耗，提升綜合效益。

3.4 引入主動管理理念

綜合考慮隔離開關狀態、運行穩定性、技術、人員等多方面因素，該市電網引入主動管理理念，針對變電站隔離開關易出現異常過熱故障的問題，對近3年全市變電站隔離開關異常發熱故障進行匯總分析，判斷導致故障的原因以及發生趨勢。采用紅外測溫技術搭建數據庫，并結合隔離開關負荷以及溫度曲線實現對異常過熱故障的預判，從而實現對異常發熱故障的有效控制，合理安排維修。

4 變電站隔離開關治理成效

該市通過對全市110 kV及以上隔離開關進行治理，創新了隔離開關運維管理模式，在全面統計隔離開關缺陷的基礎上，制訂了差異化、針對性的運維管理方案。經過治理后，隔離開關故障得以顯著降低，2020年該市110 kV及以上隔離開關故障率控制在2%以下，設備運行狀態良好，全市范圍內所有變電站隔離開關出現異常發熱、傳動軸斷裂以及操作卡澀的情況僅8次，有效保障了變電站的安全、穩定運行。

5 結束語

綜上所述，變電站隔離開關作為變電站核心電氣設備之一，其運行狀態直接影響變電站的穩定運行。文章對變電站隔離開關運維關鍵技術進行了研究，根據分析實際案例得出結論：創新、優化隔離開關運維管理模式可以有效確保隔離開關保持良好的性能，持續、有效發揮作用，從而有效保障變電站運行的安全性和穩定性。