高压隔离开关的故障处理

【摘 要】在国家大力发展坚强智能电网的背景下，提出做好高压隔离开关故障处理工作的重要性。首先分析了高压隔离开关的工作原理，然后在此基础上，详细分析了异常发热、拒分拒合、瓷瓶断裂、零件锈蚀等高压隔离开关的常见故障，并结合实际工作经验，分析了相应的高压隔离开关故障处理措施，最后就高压隔离开关故障检测技术的发展提出了总结和展望。

【关键词】高压；隔离开关；故障；发热；锈蚀

0.引言

2009年，国家电网公司提出建设“坚强智能电网”的战略规划，打造“运行可靠、网架坚强”的绿色、低碳、节能电网。高压隔离开关是电力系统中重要的电气设备，其现场运行条件相对恶劣，受到大气污染、制造工艺、运行维护等因素的影响，故障率相对较高。因此，有必要做好高压隔离开关的故障处理，提升对高压隔离开关的运行维护水平。

1.高压隔离开关工作原理分析

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。

2.高压隔离开关的常见故障及其处理措施

高压隔离开关在电力系统中的使用频率非常高，同时运行环境相对恶劣，面对制造工艺、气候环境、运行维护等方面的影响，高压隔离开关在运行中容易出现锈蚀、过热、接触不良、密封不佳、机械故障等问题。下文将对其中较为常见的几种故障展开讨论。

2.1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。

2.2拒分拒合

高压隔离开关的二次回路中连接的部件众多，包括中断器、熔接器、接触器、辅助开关、热继电器等，还有很多机械元件，包括触头、触指、弹簧等，这些部件在长期的使用中，都存在损坏或锈蚀的可能。高压隔离开关拒分拒合的表现形式主要有：

①高压隔离开关在合闸时不能制动，闸门的触头顶住触指。②触头与触指仅能够单边接触，或传动部件损坏，导致不能够完全分合闸。③高压隔离开关的电气系统出现故障，如元件损坏、保险丝熔断等。

导致高压隔离开关出现故障的原因是多方面的，包括机构因素、电气因素等。其中，机构因素包括隔离开关内部的连杆、拐臂等元件锈蚀，或是因长期的撞击与摩擦，导致触头支架的强度不足，引起分合闸不到位。此时，应该针对相应的锈蚀部位进行润滑，并更换不合格元件；电气因素是指电动机故障、控制电源故障、保险丝断裂等电气故障，引发隔离开关分不能分合闸。由于系统内部各元器件结构复杂，因此应该做好日常的检修和维护。

2.3瓷瓶断裂

在高压隔离开关的实际故障中，瓷瓶断裂是危害性较大的一种故障，因瓷瓶断裂可能导致短路，引发系统停电事故，严重时还可能损坏电气设备和工作人员。在高压隔离开关实际运行过程中，由于隔离开关的瓷瓶和法兰是用水泥胶装剂胶装的，受到外界温度变化影响时，水泥胶装剂会产生膨胀应力，由于隔离开关的法兰、胶装剂、瓷瓶的膨胀系数和收缩系数各不相同，因此一旦温度变化波动较大或操作频繁时，可能引起瓷瓶破裂。

根据现场经验实际分析，很多高压隔离开关的瓷瓶破裂与胶装质量不合格有关，在高压隔离开关瓷瓶破裂事后的事故分析中，发现很多瓷瓶胶装时，或没有使用缓冲垫、或有断裂的木楔残留在内、或仅对法兰口进行简单胶装而内部未进行必要的胶装，这种情况下，会引起瓷瓶内部出现夹渣或夹层，随着外界环境的变化引起裂纹，并逐步扩大最终引起事故。

针对上述问题，应该从两个方面加强管理。首先，严格对瓷瓶胶装质量的管理，胶装不合格的瓷瓶应不予采用，对瓷柱涂抹专用的防护胶，提升其对温度的适应能力，延长使用寿命。在运行中，还可以采用补强柱的方式来提升瓷瓶的强度，目前主要有50%和100%两种强度的增强瓷柱，对于温度变化剧烈或运行条件恶劣的高压隔离开关，可以酌情采用。此外，做好瓷瓶的无损检测，目前常用的检测方式有超声波检测和TEV暂态电压检测等方法，能够及时发现微小的瓷瓶裂缝，起到防患于未然的作用。

2.4零件锈蚀

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。

3.结语

随着我国坚强智能电网的建设过程不断深入，对电网可靠性的要求日益增强，国家电网公司投入大量资金进入电力一次设备的技术研发和制造，在此背景下，高压隔离开关作为电力系统内部最重要的高压电器设备，有必要积极做好故障分析和处理，加大巡视和检查力度，积极研发新的隔离开关故障检测与处理技术，以保障我国电网的安全稳定运行。