高压隔离开关机械故障分析及改进技术.doc

1、1高压隔离开关机械故障分析及改进技术摘要：在电力系统中，高压隔离开关的使用质量和安全性对整个电力系统都有重要的影响，它本身的使用范围比较广，工作量也比较大，对安全性的要求就比较高。但是，工作状态下的高压隔离开关会出现一些故障，会使整个电力系统受到安全威胁。为此，本文将深入剖析高压隔离开关的故障类型及成因，探讨故障的改进技术，并对改进措施及改进后的应用效果做详细论述，希望对同类事故有所帮助。 Abstract： In the power system， the quality and safety of the high voltage isolatior has an important in

2、fluence on the whole power system. Its usage has wide range， its workload is relatively large and its requirements for the security are relatively high. However， the high voltage isolator will has some faults in the working condition， and the entire power system will subject to security threats. To

3、this end， this paper deeply analyzes the fault types of high voltage isolator and its causes， explores the improved technology of the fault and exposits the improvement measures and improved application effect in detail to provide the references for the similar accidents. 关键词：高压隔离开关；机械故障；高压线路；变电站 2K

4、ey words： high voltage isolator；mechanical breakdown；high-tension line；transformer substation 中图分类号：TM564.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）18-0097-02 0 引言 近年来，随着电力系统在各行各业的广泛应用，供电可靠性逐渐成为社会普遍关注的问题。然而高压隔离开关是电力系统中使用最为广泛，但又不太受重视的高压电气设备，因此其故障频发却得不到解决。已经直接影响到经济效益、社会效益、人民财产安全等，这是因为交流高压隔离开关结构存在设计缺陷。譬如，交流高压隔离开关在

5、合闸后只能通过反扣装置触头才能定位。反扣装置在使用中容易卡顿、锈蚀而不能快速脱扣，会成为整个电力系统正常运行的干扰因素。本文将结合设备检修和维护技术经验，就高压隔离开关的故障类型及改进技术措施进行深入分析，对于优化提高电力系统供电可靠性，保障人民的生命财产安全具有一定的现实意义和理论依据。 1 高压隔离开关主要作用 高压隔离开关是变电站隔断电流的一种设备。目前这种开关设备广泛应用在自动化运行的无人变电站。在电力系统中，高压隔离开关的功能是通过隔断电流完成系统的自动跳闸，以保护高压电器设备安全运行。它只能起隔断作用，而不能直接切断电流。 2 高压隔离开关机械故障分析 2.1 瓷瓶断裂故障 瓷瓶断

6、裂与瓷瓶的烧制质量以及高压隔离开关的3操作方法有直接的关系。烧制瓷瓶时，如果技术控制不当，比如在操作分合隔离开关时力度控制不当，或者操作失误，就可能导致成品存在质量缺陷，如水泥胶装不良、夹生、致密性差等等。如果在质量验收时故意“放水” ，存在缺陷的瓷件成品被装配到电力系统中，就可能对整个电力系统的日常运行造成严重的安全威胁。 2.2 导电回路过热 如果静触指压紧弹簧因长期使用逐渐失去弹性，或者静触指单边接触以及长期运行接触电阻增大，就可能造成导电回路通电后不正常发热。实际运行中需要不定期检修，以免产生这类问题。 2.3 机构问题 操作失灵是常见机构问题，主要是在倒闸时拒动或分合闸失灵。 2.4

7、 传动困难 传动系统生锈使得传动阻力增加，如果锈蚀严重，传动系统就彻底卡顿。高压开关在使用中就出现过底座轴承生锈不能分合的现象。通过检查发现。传动轴承脏污、黄油干涸以及主轴铜套干涩是导致传动系统锈蚀的主要因素。 3 高压隔离开关机械故障改进措施 隔离开关存在设计问题或者出现故障，其成因比较复杂，比如选材失误、生产制造环节工艺或技术措施控制不当、检修不严格等等。因此，必须从开关设备生产质量上加以控制，通过质量的提高确保其在使用中能够安全运行。 3.1 严格按设计要求选型 在生产制造环节，要严格按照隔离开关的使用要求选择相应材质的材料，同时注结构设计及整体质量的把控。 3.2 加强技术改进 43.

8、2.1 彻底整治瓷瓶断裂现象 要确保隔离开关结构设计符合使用要求，同时在生产制造环节加强对瓷瓶烧制技术的控制，选择有资质、有诚信的制造企业，可通过委托制造合同约定制造瓷瓶的材料、材质及烧制质量标准等等。另一方面，应该引入无损探伤技术定期检验瓷瓶质量。在运行环节，现场人员要重点检查瓷瓶胶合面是否符合质量要求，并且严格按照操作规范进行技术操作，切忌强行操作。 3.2.2 隔离开关导电回路发热和瓷瓶闪络 隔离开关带电回路发热严重影响着设备的安全运行。可以更换静触指压紧弹簧为不锈钢弹簧，采用不锈钢螺栓或热镀锌高强度螺栓并用力矩扳手紧固；调整触头插入深度和清洁接触面，或采用类似西门子公司的自清洁触头。同

9、时采用红外测温技术定期检测导电部位的发热情况，发现问题及时处理。 针对瓷瓶闪络现象，可以采取带电清扫加强清扫力度、给隔离开关瓷瓶增加硅橡胶伞裙以增大爬距和利用 RTV 涂料的憎水性喷涂 RTV。 3.2.3 定期防锈 定期进行防锈处理，对各传动部位加润滑剂，特别是使用性能优于黄油的二硫化钼润滑剂。黄铜轴套更换为钢基表面烧结青铜加改型聚四氟乙烯复合轴套，外表面及端部镀锡以防止锈蚀。机构箱采用质量优良的不锈钢产品，对隔离开关底座进行改造，在底座上钻孔，运行中定期加二硫化钼，确保轴承不生锈。 3.3 加强状态检修 隔离开关传统的检修方式是定期检修，如隔离开关的大修周期为 6 年，在规定的检修周期时间

10、到达后按计划对设备进行检修。如果未到检修期限开关设备存在潜在故障，那么在下次检修之前设备会一直带“病”运行。如果开关没有任何故障只是单纯的为了执行5制度而检修，则是一种资源浪费。 4 应用案例 4.1 案例概述 石嘴山供电公司某变电站建于上世纪 80 年代，是一座 110kV 矿区枢纽变电站，主要承担矿区的供电任务。站内有三回路110kV 电源进线，两台 110kV 主变压器，容量均为 31500kVA；全站最大负荷为 55000kW，平均负荷约为 45000kW。 4.2 110kV 隔离开关运行状况分析 隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，是输变电系统的一个重要元件，用作改变电路连

11、接或使线路或设备与电源隔离，主要特点是没有灭弧能力，只能在没有负荷的情况下分、合电路。因其本身工作原理和结构简单，对它的检修与维护总是跟变电主设备一同进行，但随着近几年断路器的无油化改造以及变电设备由定期检修制向状态检修制的逐步过渡，主设备的检修周期在逐渐延长，因而运行中的户外隔离开关出现的问题大幅上升，直接影响系统的供电可靠性和安全性。因此，提高隔离开关的可靠性具有重要意义。 此变电站因建站时间较长，站内设备较为落后，户外高压隔离开关仍沿用老式的 GW 型手动操作隔离开关，已无法满足如今的安全供电需求，对其改造势在必行。近几年中，突出的问题主要表现在以下几个方面。 4.2.1 操作困难 户外

12、隔离开关其主要部件均外露，长期受日晒雨淋，极易出现锈蚀，以致造成操作时操作阻力增大，甚至出现拒动现象。大胡站户外隔离开关因运行时间较长，其传动机构均出现不同程度的生锈和干涩现象，造成操作困难，给运行人员带来极大的不便。运行人员在6户外操作过程中，只能加大操作力度并长期使用加力杆辅助操作，久而久之，容易出现隔离开关触头合闸不到位的情况。 4.2.2 安全性低 GW 型隔离开关因其技术落后，无法实现远方遥控操作，每遇大型操作，需运行人员频繁进出高压设备区进行就地操作，不仅影响设备停、送电时间，而且容易造成走错开关位置、擅自解锁等问题；在高压设备区就地操作，容易发生操作失误、刀闸支柱瓷瓶断裂等设备事

13、故而引发人身伤亡事故。另外，隔离开关本身无灭弧能力，手动操作机构分、合闸速度比较慢，尤其是在触头分、合瞬间，如果操作人员力量不足，会使得触头的分、合速度过慢，极易产生较长时间的拉弧现象，尤其是夏季暴雨季节，更为明显，三相触头之间极易发生相间电弧短路，酿成大面积停电事故，不仅给变电站安全运行带来严重危害，更重要的是给运行人员的人身安全带来极大的隐患。 4.3 110kV 隔离开关改造措施 GW 型手动操作隔离开关在运行中出现的众多问题和安全隐患已严重威胁到变电站对周围矿区的安全供电，为解决这一难题，我处制定了针对变电站户外高压隔离开关改造的技术措施和管理措施。 隔离开关改造的技术措施：更换 GW

14、5A-126 型电动操作隔离开关代替原有的 GW 型手动操作隔离开关。GW5A-126 型隔离开关是双柱式隔离开关，单相呈 V 型结构，由成 50夹角的底座、支柱瓷瓶、导电回路等部分组成。 隔离开关配用 CJ2 电动操作机构，CJ2 电动操作机构为交流（或直流）电动机通过减速装置驱动隔离开关主轴运动的机构，由电动机、双级蜗7轮蜗杆全密封减速箱、转轴、辅助开关及电动机控制附件组成。三相连动时，各独立的隔离开关单相用连杆连接起来，操作机构通过支座与隔离开关相连。当机构主轴旋转时，连接传动箱的连杆，带动隔离开关中的一个支柱瓷瓶转动，此时底座中的反向拉杆带动另一个支柱瓷瓶转动，从而实现两个触头分、合闸

15、动作的一致操作。 改造完成后，变电站 110kV 户外高压隔离开关的运行状况将从以下几方面得到完善优化：功能扩展，操作简单。可实现就地/远方两种操作方式，运行人员可在主控室通过后台机对隔离开关进行操作，简单方便。省时省力，资源优化。运行人员在后台机进行操作，节省了步行到高压设备区进行就地操作的时间，间接地缩短了设备停、送电时间；并且运行人员不用因就地操作时传动机构锈蚀而加大操作力度继而引发操作失误，保证了设备安全及人身安全。以前至少需要 4 个人才能完成的工作，现在 2 人就能够顺利完成，节省了人力。性能升级，安全性高。GW5A-126 型隔离开关带有防止开关带负荷时误操作的联锁装置，杜绝了带

16、负荷操作的人为误操作；还可以用来进行电路的切换操作，以改变系统的运行方式。经济实用，节约成本。通过此项改造工作，消除了变电站站因旧式隔离开关带来的安全隐患，保证了安全供电，减少了因停电事故造成的经济损失，同时也降低了对隔离开关的日常运行维护的费用。 5 结束语 随着电网自动化程度的越来越高和无人值班站的广泛推行，对高压隔离开关的安全运行要求也越来越高，只有充分了解了高压隔离开关在8运行中可能出现的各种故障现象及其故障原因，进行足够的重视，并加强工艺质量管理，根据设备自身结构灵活处理，对于日常的巡视和检查应做好记录，掌握设备的运行状况，才能保障变电站的安全可靠运行。 参考文献： 1王艳利.浅析高压隔离开关故障原因及检修措施J.中国新技术新产品，2016（07）. 2王伟宏，相亚楠，刘涛.高压隔离开关常见缺陷及处理分析J.电子技术与软件工程，2015（12）. 3杨军.浅谈高压隔离开关的故障处理J.中国新技术新产品，2013（24）. 4郑荣艺.户外高压隔离开关常见故障及维护措施J.电子世界，2013（24）.