摘要：近年來，高壓交流隔離開關在運行中出現了一些故障，隨著電力系統受到的損失不斷加大，使得人們對隔離開關的故障問題開始關注。本文介紹了高壓交流隔離開關性能的基本要求，舉出了系統中隔離開關比較頻繁發生的故障與事故，提出了一些相應解決辦法，同時希望通過加強運行巡視和檢修維護質量的提高，提高高壓交流隔離開關的運行質量，減少故障，提高系統的穩定性和安全性。

關鍵詞：高壓交流隔離開關;銹蝕;卡澀;發熱異常;瓷瓶斷裂

1高壓交流隔離開關的技術要求

在電網中,高壓交流隔離開關用來合、分無負荷的電路及電氣設備,其功能主要包括實現輸送電力和安全隔離的作用,即在合閘狀態能可靠地通過正常工作電流和規定短時間內的異常(故障)電流,而在分閘狀態時觸頭間有符合規定要求的絕緣距離和明顯的斷開點,使負荷側電力設備與電源安全隔離。對隔離開關的功能要求相對較少,所以其結構相對比較簡單，沒有滅弧裝置，不能用來接通和斷開負荷電流。高壓交流隔離開關是戶外式結構，絕大多數處在比較惡劣的戶外條件下運行，直接暴露在大氣環境中工作,容易受到環境和氣候條件的影響，產品設計和制造應充分考慮這個因素，以保證在雨、風、冰、雪、灰塵、嚴寒和酷熱等條件下均能可靠地工作。

2隔離開關常見的故障

隔離開關運行中常見的故障類型有以下幾種：瓷瓶斷裂故障、機構問題、導電回路發熱。在系統運行中,隔離開關有比較多的缺陷和故障,涉及到多方面的問題。可以歸納為機構問題,包括操作卡澀以及合分閘不到位、銹蝕、進水受潮、潤滑干澀、機構卡澀、輔助開關失靈等,這些缺陷不同程度上導致開關合分閘不正常,拒動和合分閘不到位;其次是導電系統接觸不良使得導電回路發熱異常，其原因是開關觸頭彈簧失效使接觸不良或者是合閘不到位,還有導電回路松動、開裂等,還有的是導電回路結構不良的問題;對安全運行威脅最大的是瓷瓶斷裂故障,影響最為嚴重。

2.1瓷瓶斷裂故障

發生這種故障的隔離開關尤以220kV等級為多,有的發展成重大事故,所以影響極大，支柱絕緣子和旋轉瓷瓶斷裂問題歷年來都有發生，有的是運行多年的老產品,也有是剛投運才一年多的新產品。

絕緣子斷裂與電瓷廠產品質量有關,也與隔離開關整體質量有關，絕緣子澆制不均等問題,此外還有水泥膠裝的問題。另外質檢手段不嚴也給運行留下隱患,有缺陷和有隱患的絕緣子沒有被檢測出來,被組裝成產品后,對安全運行構成極大的威脅。

除了支持絕緣子外,旋轉絕緣子斷裂故障也時有發生,旋轉絕緣子操作時主要受扭力作用,瓷瓶斷裂事故至今仍不能有效的予以防止。

對瓷絕緣子斷裂問題,必須要綜合進行治理,首先從源頭上抓起,絕緣子制造廠要嚴格工藝,穩定生產過程,每個絕緣子都應經過認真檢驗,保證合格品才能出廠，隔離開關制造廠要把好外購件關,加強檢驗,提高隔離開關整體質量。對同型號隔離開關在手動操作時比較其操作力矩,如出現操作困難,切忌強行進行操作。更好的方法是要開展隔離開關支柱瓷瓶缺陷檢測新技術的試點和推廣,進一步研究開發瓷瓶缺陷在線監測工作。建議在小修或大修檢查時,應適當增加空載機械操作次數,以提高瓷瓶缺陷在停電操作中暴露的概率,有的檢修時只操2～3次,實在太少了。

2.2機構問題

機構問題表現為拒動或分合閘不到位,往往在倒閘操作時發生。很多情況下故障不會擴大,現場可以進行臨時檢修和處理,當然會耽誤停送電時間。發生問題的以老舊的GW4、GW7型開關居多，還有GW6隔離開關曾發生合閘后自動分閘故障(主要是平衡彈簧材質和工藝不良,甚至在運行中平衡彈簧銹斷);GW10、GW11產品曾發生閘刀三相拐臂的角度調整不對,機構輸出軸法蘭角度調整不到位,扇型齒輪爆齒,導致萬向節法蘭與機構法蘭連接螺絲被切斷、機構的限位開關鑄鐵件被打斷、分合閘不到位等故障。

隔離開關在出廠時或安裝后剛投產時,合分閘操作還比較正常。但過不了多久,有的在一、二年后,就會出現各種各樣問題。有的因機構進水,操作時轉不動,有的會發生操作時連桿扭彎,甚至轉動瓷瓶與滑線軸間已擰成麻花,還有的在連桿焊接處斷裂而操作不動。總之,由于機構卡澀問題會引起各種故障。

操作失靈首先是機械傳動問題,早期使用的機構箱容易進水、凝露和受潮,轉動軸承防水性能差,又無法添加潤滑油，長期不操作,機構卡澀,軸承銹死,強行操作往往導致部件損壞變形。另外,產品的傳動結構設計不合理,操作阻力大也是重要原因。有些產品導電桿合閘限位與電動機配合不當,操作中造成渦輪開裂。有的GW4型隔離開關的閘刀機構傳動主軸與垂直傳動軸連結,采用半圓柱吻合結構,在電動操作時由于半圓柱變形發生相對位移,使合分閘不到位。還有由于接地刀銹蝕,使軸銷斷裂而無法操作。此外還有輔助開關問題,包括切換不到位或接點接觸不良,導致電動操作失靈，這類問題,在設計制造階段要進行認真的分析和試驗研究,并且負責地做好每一臺開關的出廠試驗,決不能把缺陷遺留到運行現場。

隔離開關機構箱進水以及軸承部位進水現象很普遍。金屬零部件的銹蝕問題也十分嚴重，包括外殼、連桿、軸銷、彈簧等。曾發現有的GW6開關的中間機構箱上的防雨罩竟會銹蝕到不能碰的情況。操作機構箱外殼也會嚴重銹蝕。加之潤滑措施不當,導致機械傳動失靈,導電接觸系統造成接觸不良。改進措施如機構箱改用不銹鋼材料,對觸頭系統采用干潤滑工藝,對轉動部位做到全密封防水,以實現終生免維護。

2.3導電回路發熱

2.3.1隔離開關發熱原因及特點

①運行年數長，設備趨于老化，靜觸指壓緊彈簧特性變壞,也可能是靜觸指單邊接觸,觸頭夾緊彈簧松弛變形，夾力不夠導致部分觸指與動觸頭不接觸，使觸指與動觸頭接觸面減少，動靜觸頭存在污垢，還有是長期運行后材料易氧化銹蝕接觸電阻過大增加，觸指上有明顯的燒傷坑點而造成。②合閘不到位或剪刀式鉗夾結構夾緊不良。合閘角度存在偏差，致使接觸面不夠，連接螺栓緊固不夠或過度致使螺栓斷裂。③迎峰度夏負荷較大時發熱頻繁。④常年處于穩定大負荷狀態。

2.3.2隔離開關發熱的處理

①進行溫度監測,根據發熱溫度及發展速度決定是否需要向調度申請改變運行方式或減少負荷。②改變運行的方式。③檢修：隔離開關檢修一般更換靜觸頭彈簧夾和燒傷觸指，清除動靜觸頭氧化層，清洗動靜觸頭，涂導電膠，緊固螺栓，徹底的辦法是更換靜觸頭。采用動觸頭兩步運動的轉動式或插入式觸頭結構將使產品質量有所提高,用戶加強維護和堅持紅外監測是減少和發現導電回路發熱故障的有效手段。運行部門還應繼續總結經驗,希望通過制造廠和用戶的共同努力,使國產高壓隔離開關的產品質量和運行水平得到提高。

3隔離開關的運行巡視及維護

巡視工作是發現設備缺陷的有效手段，運行人員巡視中多次發現接點處有微微蒸汽，然后測溫發現過熱點，在特殊天氣組織人員巡視，檢查接點有無冒汽，雪水融化，設備上有無懸掛物等。應每月對端子箱、端子排清掃，清除浮灰，堵洞，用丙酮擦除機構部分油垢，檢查三相動力電源及激勵電源是否正常，處理操作失靈等缺陷。每次設備停電，都安排檢修人員對隔離開關支撐瓷瓶及相關的獨立支撐瓷瓶進行防污清洗，采用灰垢型清洗劑涂在瓷瓶上，數分鐘后即可擦干凈，然后用清水濕布擦幾遍即可。對加熱器進行改造，對端子箱、操作箱加裝密封圈。在維護中發現端子松動，保險熔斷，小開關接觸不好，接地刀閘輔助接點轉換不良等故障，都應及時給予了處理。每年冬季來臨之前，對GW7-220型隔離開關支柱瓷瓶下部鑄鐵鉆孔進行疏通，保證出水正常，防止結冰凍裂設備。

4隔離開關運行維護、檢修方面建議

①年度開關單元檢修時，加強對220kV母線隔離開關檢修，應列入計劃和規定。②隔離開關觸頭彈簧部件更換或整個靜觸頭的更換應該視老化程度縮短周期。③動靜觸頭接觸面的電阻是發熱的主要原因，檢修后隔離開關導電回路電阻測量也是檢驗檢修質量的手段，合格與否作為檢修設備投運的條件。④接點在線溫度監測是發現接點發熱的主要手段，設備接點發熱比較隱蔽，巡視發現較為困難，在線測溫應進一步加強;重點測溫是對普測發現溫升超過一定值的部位定期進行測溫;疑點測溫就是負荷較大時對大負荷點及可能發熱的部位進行在線測溫。⑤建立接點過熱的有關規定。⑥隔離開關接觸器很多無防護罩,運行中容易發生誤碰，應考慮補裝完善。運行維護中要注意端子的緊固。箱門的密封圈易老化，要經常更換，良好的密封可減少維護工作量。

5結語

通過對部分隔離開關故障引起的事故的了解，對造成設備損壞甚至大面積停電的現象，我們必須對此加以足夠的重視。應加強工藝質量管理，根據設備自身結構進行靈活處理;對于日常巡視，應及時掌握設備運行狀況，發現故障盡快查明原因并排除隱患，保障電網安全可靠運行。隨著科學技術的不斷進步，隔離開關的不斷完善，性能不斷提高，建議各單位以安全為基礎，對設備進行完善化和更換，保證系統的穩定性和安全性。

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].鄭州:黃河水利出版社,2006.