变电站隔离开关异常分析及处理措施

变电站隔离开关异常分析及处理措施

丛龙琦

国网山东省电力公司威海供电公司 山东威海 264200

摘要：通过对变电站隔离开关电动操作的典型控制回路进行分析，结合现场操作异常现象，提出了正确、快速地判断隔离开关故障点的方法和相应的解决措施，提高了倒闸操作效率。

关键词：隔离开关；异常分析；处理措施

隔离开关即闸刀的主要作用是在设备检修时，用来隔离有电和无电部分，造成明显的断开点，使检修的设备与电力系统隔离，以保证工作人员和设备的安全。在变电运维中，隔离开关是转变运行方式的主要工具，直接影响着系统供电的可靠性和安全性。正常运行过程中，隔离开关很少发生异常状况，但在倒闸操作过程中经常出现设备异常、操作异常情况。因此，运维人员必须掌握基本的隔离开关常见异常处理方法，提高倒闸操作效率。

1.隔离开关及电动操作原理分析

1.1隔离开关

隔离开关（电闸/倒闸），具有足够的绝缘距离，能承载一定的电流负荷，具有明显断开标志。隔离开关内部结构相对简单，工作原理也不复杂，由于其能够承载较大负荷，因此在家居日常以及电力配网中均有广泛应用，安全性和可靠性较高。

1.2隔离开关电动操作原理分析

隔离开关控制回路以220kV间隔一次接线为例进行分析。如图1所示，电动操作及接通原理如下

图1 间隔一次接线图

（1）1G回路接通。2G刀闸处于分位且1GD、3GD1接地刀闸处于分位，隔离开关处于分闸位置。或者1GD、3GD1接地刀闸处于分位且2G刀闸处于合位，对该接线进行防误逻辑判别，基于此切换开关（就地/远方）实现不同线路接通。当切换开关切换到“就地”位置时，1QK5-6和1QK1-2两条线路可被接通；当切换开关切换到“远方”时，1QK7-8和1QK3-4两条线路被接通，在就地分合点/遥控分合点接通之后，分合闸接触街会被接通，1G回路中的刀闸进行分合闸操作，YK1-2接点远方以解除电气闭锁。

（2）操作合闸回路。交流电源A相作用下，防误闭锁触点进行点操作，由1QK3-4（远近控选择开关）进行电动操作，选择“远方”，下一部分有KM1/KM2作为合闸/分闸控制器，在合闸接触器KM1中，只要该线圈出现带电动作，带电触点就会闭合通过线圈自保守实现合闸。隔离开关合到位后合闸行程开关SL1断开，切断合闸回路，合闸停止。分闸回路与此相似。

2.变电站隔离开关常见操作异常

隔离开关常见操作异常包括操作机构拒分、拒合，分合闸不到位以及电动操作失灵等。隔离开关电动操作失灵时，应检查下列项目：（1）电机电源是否正常，电源保险是否熔断或接触不良。（2）控制电源是否正常，控制电源开关是否投入。（3）控制箱内远近控方式是否对应。（4）电机热偶继电器是否动作未复归。（5）开关辅助、限位接点及闭锁回路接点是否闭锁良好。（6）各电气元件是否有损坏。下面对其中几项进行详述：

2.1电机电源是否正常，电源保险是否熔断或接触不良

变电站负荷较大，会引起隔离开关触头过热现象，导致隔离开关导体接头变色、变暗，涂的漆材料也会因过热出现软化、变色、位移的情况。如果隔离开关触头温度过高、严重发热，隔离开关触头会出现焊熔现象。在隔离开关触头温度过高的情况下，一般需要红外测温仪、示温片进行检查与复测，监测温度情况。在雨雪等特殊天气中，也能够直接用肉眼观测到热气，以此判断触头温度和过热情况。可能导致隔离开关触头温度过高的原因主要有以下几种：（1）合闸不到位，接触面（电流通过界面）会缩小，此时电阻增大使得斥力增加，出现发热温度升高的情况；（2）隔离开关刀片、弹簧等发生锈蚀以及紧固件松动情况下，接触电阻增大会导致隔离开关会发热；（3）在隔离开关合闸不到位且超负荷运行情况下，隔离开关触头表面会发生物理氧化，拉合过程中的电弧烧伤导致发热。

在变电站中一旦出现接地闸刀辅助接点不到位的情况，变电站系统会因闸刀电气连锁条件不满足而不能进行电动操作。在变电站中这种问题较容易发生，当出现这种情况的时候首先检查分析接地闸刀辅助接点情况，将接地闸刀辅助接点进行复位处理。在闸刀操作连杆作用下，从动装置能带动辅助接点开关进行动作。如果一旦出现从动装置松动的情况，接地闸刀辅助接点会出现定位不准确的问题，这种情况下即使接点闸刀分位常闭接点仍无法闭合，主导电气联锁调价得不到满足，最终主刀操作回路断开。

2.2各电气元件是否有损坏

对很多相对偏远地区的变电站而言，扬尘、风沙经常出现，隔离开关的绝缘子表面会因这些恶劣天气出现污垢堆积的问题，一旦污垢堆积超过隔离开关标准要求之后就需要进行处理。比如当隔离开关表面污垢等级达到E级时，爬电比距和外绝缘配置标准相差甚远，若此时环境中带电粒子激增，会出现相间水平拉杆和相静触头放电情况，甚至发生闪络，导致电力配网中性点接电线被烧断。一旦隔离开关出现放电或者是较大破损的时候，就需要加强对瓷件以及隔离开关监控，尤其关注其闪络现象。针对这种情况进行实时记录并报告调度员，关闭上一级电源进行检修和故障处理。

3.变电站隔离开关常见异常的处理措施

3.1隔离开关触头、接点过热的处理

发现隔离开关触头、接点过热时，首先汇报调度，设法减少或转移负荷，加强监视，然后根据不同接线进行处理。

（1）双母线接线。如果一母线侧刀闸过热，通过倒母线将过热的隔离开关退出运行，停电检修。（2）单母线接线。必须降低其负荷，加强监视，并采取措施降温，如条件许可，尽可能停止使用。（3）带有旁路断路器的可用旁路断路器倒换。（4）如果是线路侧隔离开关过热，其处理方法与单母线处理方法基本相同，应尽快安排停电检修。维持运行期间，应减小负荷并加强监视。（5）一个半断路器接线的可开环运行。（6）对母线侧隔离开关过热触头、接点，在拉开隔离开关后，经现场检查，满足带电作业安全距离的，可带电解掉母线侧引下线接头，然后进行处理。

3.2隔离开关拒绝分、合闸的处理

（1）由于轴销脱落、楔栓退出、铸铁断裂等机械故障，或因为电气回路故障，可能发生刀杆与操作机构脱节，从而引起隔离开关拒绝合闸，此时应用绝缘棒进行操作，或在保证人身安全的情况下，用扳手转动每相隔离开关的转轴。

（2）拒绝跳闸。当隔离开关拉不开时，如系操动机构被冰冻结，可以轻轻摇动，并观察支持瓷瓶和机构的各部分，以便根据何处发生变形和变位，找出障碍点。如果障碍点发生在隔离开关的接触部分，则不应强行拉开，否则支持瓷瓶可能受破坏而引起严重事故，此时只能改变设备的运行方式加以处理。

3.3隔离开关合不到位的处理

隔离开关合不到位，多数是机构锈蚀、卡涩、检修调试未调好等原因引起的，发生这种情况，可拉开隔离开关再合闸。对220kV隔离开关，可用绝缘棒推入，必要时应申请停电处理。高压隔离开关应每2年检修1~2次。

3.4瓷件受损故障处理措施

在日常检修维护中，如果发现隔离开关瓷件出现损坏的情况，必须及时通知调度人员进行停电检查。在检查中结合超声波探伤技术进行，监测瓷件存在的具体问题，针对具体问题进行分析。同时对新入网的设备必须提前进行探伤检查，保证入网设备质量，同时对于老旧设备也需要进行定期探伤，以排除潜在隐患问题。

4.结语

隔离开关是电力系统重要的电气设备，能进行倒闸操作，具有隔离电压和分合小电流的能力。由于变电站的电动闸刀多为户外式，经常出现设备异常、操作异常情况。此外，目前缺乏变电站对隔离开关本身及电动操作过程中的技术监测手段，无法对闸刀异常作出及时判断。本文结合检修后验收及日常巡视工作，对隔离开关的常见异常状况进行了诊断剖析，并提出了相应的处理方法，为隔离开关的现场应用、日常维护以及异常维护提供了借鉴。

参考文献

[1]李颖毅.变电设备带电检测与在线监测应用成果案例集[M].北京：中国电力出版社，2015：108-109.

[2]孙晓敏.变电站倒闸操作过程中隔离开关故障处理方法[J]．广东电力，2011，24(7):84-89．