对变电站GW4型隔离开关的常见缺陷及改进措施

对变电站GW4型隔离开关的常见缺陷及改进措施

王小刚

内蒙古呼和浩特供电局内蒙古呼和浩特010050

摘要：本人结合呼和浩特供电局具体的事例，对变电站GW4型隔离开关的常见故障从导电回路过热、瓷瓶断裂、传动系统故障、锈蚀几个方面进行分析，以便最终达到减少隔离开关故障率的目的。

关键词：GW4型隔离开关；故障分析；处理对策

1.常见缺陷分析

经过多年运行的经验统计，变电站GW4型高压隔离开关通常有导电回路过热、瓷瓶断裂、传动系统故障、锈蚀几个方面的缺陷，现将各类缺陷进行分析。

1.1导电回路过热

GW4型隔离开关的导电回路是由带有条形触指和柱形触头的导电杆及两副座组成。如图所示，主要的接触部位是由触指组成的中间触头和接线座内的滚动接触。在运行中这些接触部位均发生过过热现象，严重影响了系统运行的灵活性和供电可靠性。

（1）触头弹簧：触头弹簧与触头之间未采取绝缘措施或采取了措施但已损坏，导致电流流过弹簧使弹簧失去弹性。如附件1-神池110千伏变电站110kVⅠ母151隔离开关B相发热；再如附件2-台阁牧220千伏变电站110kV设备区164间隔导电回路容量不足。

（2）条形触指与柱形触头接触不良。从检修中发现出现该中问题的主要原因有一下几种情况：A、水平开启式动静触头水平度偏差大就会造成合闸后动静触头偏向一边接触而导致接触不良，单边接触，接触面减少了一般，引起大电流通过时过热；B、分合闸过程中，触头间产生的电弧烧损接触面造成接触不良；C、条形触指与触头块之间固定的螺栓松动，引起该触面接触不良而过热。

（3）使用凡士林或导电膏等导致触头接触不良等都会影响隔离开关的导电性能。由于表面氧化及脏污物的作用在接触面上形成电阻率较高的覆盖层，使合闸后造成触头过热。

（4）接线座触头采用滚动接触，发现转动轴芯和滚轮间的接触面已氧化导致发热。

（5）触指或导电杆镀银层、硬度及附着力不足是造成镀银层剥落、露铜而发热的原因之一。

1.2瓷瓶断裂

变电站高压隔离开关，其中两个支撑转动绝缘子由于受到操作和引线的机械负荷等作用，常发生断裂事故。造成断裂的原因如下：

（1）瓷瓶质量差是造成瓷瓶折断的直接原因。从大量已经折断的瓷瓶断面上可以发现，有很多瓷瓶内部有生烧现象和气隙，这使瓷瓶的抗弯和抗扭强度大大降低。

（2）瓷瓶和法兰的水泥胶装部分存有空隙、偏心和开裂使瓷瓶受力不均也会导致瓷瓶断裂。

（3）瓷瓶由于直线度、同轴度和平行度偏差过大也是导致瓷瓶折断的重要因素，它会造成支撑瓷瓶和旋转瓷瓶长期承受一个额外的弯矩作用，同时也会造成操作力矩的加大，对瓷瓶产生非常不利的影响。

（4）瓷瓶老化也是造成瓷瓶断裂的原因之一。

（5）安装质量是影响高压隔离开关操作可靠性的关键环节，也是影响瓷瓶安全使用的重要因素。

1.3传动系统故障

根据我单位情况的统计分析，变电站高压隔离开关传动系统主要存在的问题原因如下：

（1）在合闸时柱形触头顶住条形触指，使隔离开关不能合闸；

（2）在合闸时，两导线电杆中心不是在一条线上而是呈“八”字形，使柱形触头与条形触指单边接触。

（3）操作费力，有不平衡、卡滞和严重晃动现象。

（4）操作传动系统部件损坏，如接头脱焊、拐臂断裂、连杆弯曲等。设计选用的材料强度、硬度或刚度不满足要求，管壁薄、焊接处粗糙且有缝隙，并有进水锈蚀现象，经常发生损坏变形故障，如附件3-110kV和林变电站151-1刀闸，2014年发生操作传动系统部件损坏，连接弯曲，机构扭麻花的现象。

（5）GW4型主隔离开关与接地刀闸的机械连锁失灵。

1.4锈蚀

由于锈蚀会导致转动和传动连接卡滞而分合闸不到位，操作力增大，造成瓷瓶损伤和断裂；产生锈蚀的主要原因由设计、材质选择、表面处理和涂覆工艺等多方面因素造成的。

（1）结构设计。转动轴承内部锈蚀，除采用的润滑脂原因外，关键是没有采用可靠的密封措施。

（2）连杆、轴销、弹簧、螺栓、螺母、法兰、底座、支架、机构箱、防雨罩等金属部件发生锈蚀的原因主要是制造厂对部件防锈措施的重要性认识不足，有的部件仅简单进行表面清洁处理。有的部件虽然进行了热镀锌工艺处理，但是镀层质量差，薄厚不匀，容易脱落。

（3）金属部件的选材不当是造成锈蚀的一个主要原因

（4）检修维护。高压隔离开关不按时检修维护，甚至长期不修是造成锈蚀故障的原因之一。

2．防范措施与改进建议

2.1导电回路过热

（1）制造厂应保证条形触指有一定的强度，触指弹簧采用不锈钢或不易锈蚀的材料制造，进行触头组装时必须对触头弹簧进行挑选，要使得在一个触头装配中所使用弹簧的长度和弹性基本相同。对弹簧的材料质量和热处理工艺必须严格控制。

（2）每年至少应对这种系列的隔离开关检修一次。重点检查导电回路触头弹簧的弹性和锈蚀情况，更换失去弹性或锈蚀严重的触头弹簧；另外应重点检查触指有无变形、过热及变色等异常现象，并清扫接触面；对于烧损严重的条形触指及柱形触头应用砂纸修平，变形严重或因过热而退火变软的触指应予以更换。

（3）对新安装的，特别是大额定电流的GW4系列隔离开关，应对接线座进行抽样解体检查、清洗或整个接触面并重新涂中性凡士林，更换变形的滚轮弹簧。对运行年久的隔离开关应更换老化和破损的密封罩的密封圈，以防进水。

（4）对接线座进行改造，把滚动接触改为铜辫子分流接触。

（5）严把设备的验收关，确保镀银层的附着力差和厚度不均的设备流入电网。

（6）采用新型的材料及改变触头的接触方式，如所用的新型的导电臂。

2.2瓷瓶断裂

（1）制造厂应提高支持绝缘子法兰根部的浇注等工艺水平，杜绝产生生烧现象，提高抗弯和抗扭强度。运行单位在浇注处，涂抹防水胶，杜绝胶装部分进水。

（2）安装单位应保证安装质量。防止出现安装完成后机构传动不畅、操作力矩大，运行中安装基础的变形、移位，从而使隔离开关承受外的弯矩作用。

（3）运行时，应尽量减少不必要的倒母线操作，减少对瓷瓶的冲击应力；检修时应尽量采用手动慢动操作。

（4）因为法兰根部断裂是逐步发展的，所以应加强对隔离开关支撑绝缘子法兰根部的超声波探伤检查。

（5）高压隔离开关瓷瓶质量水平是保证开关运行可靠性的基础，必须严格进行瓷瓶的出厂试验和进厂试验验收，杜绝不合格的支持和旋转瓷瓶进入电力系统。

2.3传动系统

（1）制造厂应提高各部件的制造质量，对GW4型隔离开关进行完善化的改进，消除传动轴承和传动连接设计不合理。（2）新投运的GW4型隔离开关应严格按厂方安装要求安装。如三相间的水平传动拉杆应保证在同一水平面内，相间的传动拉杆还应保证在同一中心线上；对于接头焊弯曲的连杆应重新割焊；对由于制造或运输造成弯曲的同相间的水平传动拉杆应进行校直；对不在同一中心线上的接地开关相间联运转轴应重新割焊；当支持绝缘子弯曲时，应用垫片调整到正常，如仍不能达到调度要求时则应予以更换，这些问题应彻底解决。

（3）检修时，应着重检查、调整传动系统，检查各传动部件有无变形和损坏的情况，一经发现即应及时修正和更换。应调整磨损的轴销及限位螺钉，检查各紧固螺母有无松动，给各传动部位加润滑油。

2.4锈蚀

（1）加强对设备进行必要的维护和检修。

（2）在设备招标时，要求厂家连杆、轴销、弹簧、螺栓、螺母、法兰、底座、支架、机构箱、防雨罩等进行防锈处理。

（3）采用防止生锈的材质，如热镀螺钉等。

3.结语

通过对变电站GW4型高压隔离开关的故障分析及采取的各项防范措施，呼和浩特地区的GW4型刀闸故障率近年来有了明显的降低。在今后的工作中，我们要有针对性地加强GW4型高压隔离开关的全过程管理。对于安装时应加强工艺质量管理，根据设备自身结构进行灵活处理；对于日常巡视，应及时掌握设备运行状况，发现故障尽快查明原因并排除隐患，保障电网安全可靠运行。