探析高压隔离开关常见故障及处理对策

探析高压隔离开关常见故障及处理对策

耿梦媛

（国网宜昌供电公司检修分公司变电检修室443000）

摘要：高压隔离开关作为一种较简单的高压开关，已经广泛应用于电力系统，它的稳定可靠的运行关系着电力系统的整体安全可靠稳定运行，在整个工业经济的发展中发挥着重要的作用。它的基本作用就是在保证线路无电流的情况下，将电气设备和高压电源隔开或接通。电力系统的运行和维护都离不开高压隔离开关，因此，高压隔离开关故障的分析和处理措施对于电力系统的整体运行质量具有重要的现实意义。

关键词：高压；隔离开关；常见故障；处理对策

一、高压隔离开关工作原理

高压隔离开关是电网中最基础的开关电器之一，起到隔离电源、改变运行方式、通断负荷电流、进行倒闸操作等作用，它通过操作机构来驱动本地刀闸，完成相应的分闸和合闸，以形成明显的电路断开点，能够完成相应的接通和断开操作。高压隔离开关主要包括导电部分、操动机构、传动机构、绝缘部分、支持底座等部分。根据安装地点的不同，可以分为屋内式（GN型）和屋外型（GW型），高压隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不具有开断负荷电流和短路电流的功能，因此通常与高压断路器配合使用。

二、高压隔离开关的结构

2.1户内式隔离开关

户内式隔离开关由导电部分、支持绝缘子、操作绝缘子（或称拉杆绝缘子）及底座组成。导电部分包括可由操作绝缘子带动而转动的动触头，以及固定在支持绝缘子上的静触头。动触头及静触头采用铜导体制成，一般额定电流为3000A及以下的隔离开关采用矩形截面铜导体，额定电流为3000A以上则采用槽形截面铜导体。动触头由两片平行刀片组成，电流平均流过两刀片且方向相同，产生相互吸引的电动力，使接触压力增加。支持绝缘子固定在角钢底座上，承担导电部分的对地绝缘。操作绝缘子与动触头及轴上对应的拐臂铰接，操动机构则与轴端拐臂连接，各拐臂均与轴硬性连接。当操动机构动作时，带动转轴转动。

2.2户外式隔离开关

户外式隔离开关的工作条件比较复杂，其绝缘应能保证承受冰、雨、风、严寒和酷热等气象变化，因而应有较高的机械强度，在触头上结冰时能进行操作，并且支持绝缘子不损坏。户外式隔离开关一般均制成单极式。

三、高压隔离开关的常见故障及其处理措施

3.1异常发热

虽然高压系统对隔离开关的触头质量和制造工艺都有较高的要求，但高压隔离开关的异常发热问题仍不可避免。尤其是户外型隔离开关，由于暴露在户外，很多部件大多裸露，受到雨水冲刷很容易引起零部件生锈，如果此时出现隔离开关触头接触不良、出线座锈蚀、各接线夹或螺栓连接部位松动等情况，由于长期通过电流可能导致异常发热。一旦发现隔离开关出现异常发热情况，必须立即向调度部门汇报，并根据实际情况进行处理，如果是双母线接线方式中某一条母线的隔离开关出现发热，可以将负荷全部倒闸到另一条母线，再进行故障处理，如果是单母线接线，应该立即进行负荷转移，再进行故障处理，尽快安排定位具体的故障原因。例如，某变电站的GW5型高压隔离开关，在运行中开关接触点部位经常出现打火现象，经过停电检修，发现该系列的隔离开关触头为拉簧式，在运行中接触面由于缺少有效的维护，而出现氧化情况，当通过接触面的负荷电流过大时，就会出现打火现象，同时，每次打火时弹簧会出现退火，引起拉力降低，对隔离开关的运行造成极大影响。对此，变电站及时采取了有效措施，采用了螺丝固定等法缓解弹簧疲劳，并对该隔离开关保持严密监视。

3.2瓷瓶断裂故障及处理

瓷瓶断裂故障后果十分严重，一般会导致母线发生短路并且引发断电、严重会导致供电系统瘫痪，而且可能破坏临近的设备，对附近设备操作人员造成严重伤害。发生瓷瓶断裂故障的隔离开关主要集中在电压等级为220kV的隔离开关中，常见其支柱绝缘子和旋转瓷瓶断裂，出现问题的产品有运行多年的老产品，也有是刚投运的新产品。

瓷瓶断裂一方面与生产厂家产品质量有关，比如瓷瓶浇制不均、水泥胶装等问题，需要特别留意的是厂家技术人员的流失问题，曾有公司反映以往质量稳定的绝缘子后来频频出现问题，经过了解发现厂家生产绝缘子技术人员离职，导致绝缘子生产工艺不过关，质量下降，问题频发。另一方面瓷瓶断裂也与质检手段不严有关，有缺陷或隐患的瓷瓶未被检测出来，组装成隔离开关后，流入电力系统。

瓷瓶断裂故障现场处理难度较大，需对设备进行更换，会延长停电时间，针对此类故障最为有效的措施是从源头抓起，严把产品质量检验关，在采购时选取质量可靠的生产厂家，在设备投运前、运行过程中加强监测，及时发现缺陷，尽早处理。除了支持绝缘子外，旋转绝缘子断裂故障也时有发生，旋转绝缘子操作时主要受扭力作用，瓷瓶断裂事故至今仍不能有效的予以防止。

3.3合闸（或分闸）不到位及故障处理

在对隔离刀闸进行操作时，当其没有完全合到位时，则会导致隔离刀闸出现接触不良及操作开关不动的情况，使回路保持长时间的通电状态，只能由人为来对电源闸刀进行控制才能确保其恢复原位，断开回路。在这种情况下，合闸线圈、继电器自保持线圈、组合装置保护内部较细的自保持回路连续线等都极易趣在回路长时间通电情况下被烧毁，从而影响电力系统运行的安全性。

如果隔离开关在合闸时不能够充分的接触，则会导致电网中运行设备发热，严重的情况下可能导致安全事故的发生。导致隔离开关合闸接触不良可能是因为接触点出现锈蚀，或者相关结构出现卡涩以及检修调试不到位等原因。所以在发生以上状况时，操作人员应该及时维修，对隔离开关进行反复合闸，期间一定要严格按照规范标准的要求执行，力度要适当。如果仍然无法保证三相同期，操作人员应该在佩戴绝缘手套的情况下，利用绝缘棒将刀闸的三相触头顶到位。

3.4零件锈蚀及处理措施

受到周围环境的影响，高压隔离开关零件锈蚀不可避免。运行年数越长，开关设备趋于老化，加上雨雪冲刷、潮湿气候的影响，隔离开关的零件出现生锈卡涩。同时，高压隔离开关运行环境中灰尘较大，污垢堵塞和氧化作用也会引起零件锈蚀，导致隔离开关故障。针对零件锈蚀故障，首先应该做好隔离开关的运行维护，定期对高压隔离开关进行除尘除垢工作，对隔离开关的传动部件涂抹润滑油，某些容易锈蚀的元件涂抹防锈漆或二硫化钼，定期更换腐蚀严重的零部件，母线因故停电检修时，可以顺便进行隔离开关的检修和维护工作。其次，做好隔离开关的材料选型，选用导电性能较好的触头，刀闸固定螺栓使用不锈钢材料，金属件都应该使用热镀锌工艺，尤其是某些湿度高、空气盐度高的特殊地区，应该适当缩短隔离开关的检修周期。

结语

总的来说，高压隔离开关对于电网运行的安全性和稳定性具有极其重要的意义，这就需要做好高压隔离开关的检修维护工作，不仅需要加强对高压隔离开关的日常维护工作，同时还需要对高压隔离开关的结构、原理及性能进行有效掌握。通过科学的监测手段来及时发现高压隔离开关运行中存在的故障隐患，确保高压隔离开关处于良好的运行状态。

参考文献：

[1]于水婧.高压隔离开关常见故障分析及处理方法研究[J].网友世界，2014.

[2]李玉柱.矿用高压真空配电装置故障检测及特征提取方法的研究[D].太原理工大学，2014.

作者简介：

耿梦媛（1988-2）女湖北宜昌市人武汉电力职业技术学院单位：国网宜昌供电公司检修分公司变电检修室研究方向：（电力工程自动化、刀闸检修）。