牵引变电所户外隔离开关常见故障分析及处理措施.doc

牵引变电所户外隔离开关常见故障分析及处理措施牵引变电所户外隔离开关常见故障分析及处理措施摘要：本文根据牵引变电所隔离开关常见性故障，指出了故障形成原因，提出了消除故障的方法以及防止故障频发的改进对策。关健词：牵引变电所、隔离开关、故障分析、处理措施概述：户外隔离开关是牵引变电所设备重要组成部分，它在牵引所供电系统中起着隔离带电运行设备与停电检修或处于备用状态的电器设备 、母线或线路，利用它的断口的可视性并且可靠的绝缘能力，形成明显的断开点，确保运行的可靠以及检修作业人员的安全。同时还可与断路器配合，可方便改变系统的运行方式。隔离开关能否正常工作，对牵引变电所的安全稳定运行有着直接的影响 。所以，采取针对性的措施对隔离开关的故障进行分析和处理，对避免牵引所供电系统故障和电气化铁路安全是非常必要的。本文通过对隔离开关在运行、检修过程中出现的异常现象加以分析，并提出了处理方法和改进对策，以便最终达到减少隔离开关故障率的目的。一、现存问题分析东陇海线 5 所 40 台户外隔离开关型号为 gw4-126，配用 cs14g 型手动操作机构或 cj6 型电动操动机构。2009 年11 月投入运行以后，曾多次出现分、合闸失灵故障，造成牵引所半部系统多次停电检修，但仍未能彻底解决所存在的问题。部分牵引所隔离开关在运行、检修时，通过供电调度远动操作，会经常出现远动操作失败，直接影响系统的供电可靠性和安全性，更严重的甚至造成牵引所全停的严重故障。gw4-126（如图一）户外交流高压隔离开关系双柱握手式隔离开关，三个单板的隔离开关可借助于连板、调节螺杆及水平连杆组成三极联动的高压电器，本隔离开关适用于额定频率为 50hz，额定电压为 110kv 的交流电路中，作用有电压无负载时断开闭合电路之用。二、隔离开关常见故障分析及处理措施（一）隔离开关机构、传动部件锈蚀、变形户外式隔离开关主要部件外露，受外界条件的影响，极易出现部件的锈蚀，从而造成机构转动和传动部件卡涩，零部件机械强度降低，甚至部件变形损坏，以致造成操作失灵、关合闸不到位现象。另外机构箱内的辅助开关接点受潮腐蚀氧化 ，接触不良造成保护装置 pt 电压不能切换到位等现象。引起锈蚀故障原因主要是隔离开关长期运行在户外恶劣环境中，刀闸维护不当、机构箱门密封不严、加热器损坏、浸渍雨水。陇海线配用的 cs14g 型手动操作机构或cj6 型电动操动机构，该型隔离开关垂直连接钢杆的上部连接头内是空的 ，下部是密封的。运行中 ，雨水顺着连接头流入垂直连杆内，日积月累后造成成管积水内壁生锈严重 ，致使钢管强度大幅降低 ，尤其在冬季管内积水结冰，致使管壁胀裂，运行几年来，已发现 4 处连杆胀裂现象。一旦操作中垂直连杆断裂，致使隔离开关本体与机构脱离，此时隔离开关失去闭锁力，有可能在运行中自动分闸，形成严重的误分事故，在检修中发现垂直连杆进水率为百分之百，必须进行改造。处理措施：1、加强操作机构箱做好防水 、防潮措施，防止雨水浸渍、潮气进入。严格执行标准化检修，定期对不经常操作的隔离开关机械进行检查，运行中定期加润滑剂。对于关键的易锈部位改用不锈钢螺栓连接。2、在检修作业时在传动杆底部用电钻打出6mm 小孔，确保杆内积水及时流出。当垂直连杆由于进水生锈，其强度已大幅度降低，不能继续使用时，改用由热镀锌钢管制作的垂直连杆和新的不进水的连接头。（二）、隔离开关的拒分拒合1、传动系统机械卡涩造成的故障：1.1、触指的压力弹簧疲劳或锈蚀严重，使条形触指两边排列不齐，各触指张开的角度不一样，当采用电动机构操作时，将容易造成被触头顶住的触指变形、变弯 、合闸后接触不到位，同时还会使两支柱绝缘子受到水平方向的附加应力，操作起来就很费力及有不平衡感。1.2、由于操作时产生的冲击力的作用和机械磨损，使传动系统的轴销变形, 轴孔因磨损而扩大，造成导电杆合闸不到位或合闸过头，于是两导电杆中心就不在一条直线上，此时的两支柱绝缘子就受到了附加应力，与基座法兰面不垂直 ，也会出现中间触头单面接触的情况，在操作时就会出现晃动严重的现象。1.3、相间或同相的水平传动杆与接头焊接不在同一直线上，或水平传动杆变形，这样将造成传动时三相运动不同步的别扭现象。传动系统各转动轴销及基座内的轴承由于长年运行，密封不良导致雨水渗入或受周边环境影响，缺乏润滑油润滑，这些原因也将造成操作时隔离开关转动不平稳、费力及卡滞现象。处理措施：1、检修时应重点检查触头弹簧的弹性和锈蚀情况，对已疲劳失去一定弹性的或锈蚀严重的弹簧一定要更换新的，另外也应重点检查触指有无变形、变色等异常现象，认真清理接触面，对于烧损表面的条形触指及触头应用#0 砂纸修平，而烧损、变形严重或因过热而退火变软的触指应予更换。2、对于动静触头摩擦力过大，处理方法是将动静触头用汽油清洗干净，调整动静触头插入深度，检修后应对导电回路的触指与触头的接触部位涂抹中性凡士林减少磨损。3、检修时应着重检查调整传动系统，给各转动部位加润滑油。4、应尽量减少不必要的操作，减少对支柱绝缘子的冲击应力，检修时尽量采用手动慢动操作，并对支柱绝缘子进行超声波探伤，如发现异常波形时应及时更换处理 ，不能认为其外表看不到裂痕就觉得正常。2、电气问题造成的造成的故障隔离开关的电气回路故障主要表现在隔离开关的二次控制回路方面，主要集中在直流回路接地、操作回路有关接点、按钮接触不良造成隔离开关分合困难。引起二次控制回路故障的原因很多，可分为人为因素和自然因素，人为因素主要表现在施工 、验收等环节，没有严格按照要求及有关制度进行施工、验收，导致接线端子松动、电缆破损、机构箱门密封不严等隐患；自然因素主要是由于开关运行时间久，环境恶劣容易造成控制回路接线端子绝缘基座绝缘老化，导致绝缘降低，影响隔离开关的正常运行。造成电动机构分合闸时，电动机不启动 ，隔离开关拒动。 处理措施：造成户外隔离开关电气故障大部分是由于电动操动机构箱门密封胶边老化掉落、密封不严 、氧化锈蚀等原因，电气二次回路串联的控制保护元器件较多，包括微型断路器、转换开关、交流接触器、限位开关及联锁开关、热继电器以及辅助开关等。任一元件故障,就会导致隔离开关拒动。当按分合闸按钮不启动时，要首先检查操作电源是否完好，然后检查各相关元件。发现元件损坏时应更换,并查明原因。二次回路的关键是各个元件的可靠性，必须选择质量可靠的二次元件。（三）、隔离开关三相不同期刀闸如果在操作时，不能完全合到位，接触不良，运行中会发热并危及设备的安全运行。处理措施：处理办法：当出现隔离开关合不到位或三相不同期时，应拉开重合，反复合几次，操作时应符合要求 ，用力适当。如果还未完全合到位，不能达到三相完全同期，应戴绝缘手套 ，使用绝缘棒，将隔离开关的三相触头顶到位，同时安排计划停电检修。三相不同期原因有分、合闸定位螺钉调整不当；辅助开关及限位开关行程调整不当；连杆弯曲变形使其长度改变，造成传动不到位等。调整时：外观检查 ，检查连接拉杆，将分合闸限位止钉退至合适位置，将靠机构相主触头分、合位置调整好。将拐臂中心距调整为 150mm，保证分闸角度不小于 901，将隔离开关手动合闸，检查三相同期应小于 10mm；将其手动合闸到位，调整限位止钉应留 13mm 间隙；测主 回路电阻（1250a 的为 125），测量电 机及二次回路绝缘电阻（500v 摇表，大于 1m）。（四）、导电回路发热4.1、运行年数长，设备趋于老化，触头夹紧弹簧长期处于受力状态而疲劳，松弛变形。触指上的压力弹簧中间内容易进水，使弹簧严重生锈甚至锈断，造成触指压力下降，夹力不够导致合闸角度存在偏差，使触指与动触头接触面减少，接触电阻上升，从而引起过热。4.2、条形触指与柱形触头接触不良。条形触指长期处于分闸状态时受到大气污染，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，使合闸后中间触头接触电阻增大而引起发热。4.3、由于操作频繁，分、合闸过程中 ，触指和触头间产生的电弧烧损接触面，造成接触不良。处理措施：1、采用先进的红外测温技术 ，定期检测导电部位的发热情况，及时发现和处理接触不良问题，防止过热事故。2、机构部分故障造成操作不到位，刀闸合不严时，使用绝缘棒（相当电压等级）将刀闸调整合严，同时安排计划停电检修机构。3、隔离开关回路发热检修一般清除动静触头氧化层，清洗动静触头，涂导电胶，紧固螺栓，彻底的办法是更换静触头和烧伤触指。加强维护和坚持红外监测是减少和发现导电回路发热故障的有效手段。（五 ）、自动掉落合闸一些垂直开合的隔离开关，在分闸位置时，遇到振动较大的情况，隔离开关可能会自动落下合闸 。发生这种情况非常危险 ，尤其是当有人在停电设备上工作时，很可能造成人身伤害、设备损坏以及带地线合闸事故。处理措施：合闸原因是由于分闸位置的隔离开关操作机构未加锁；机械闭锁失灵 ，如弹簧销子振动滑出。为防止此类情况出现，要求操作机构的闭锁装置应可靠，拉开隔离开关后必须加锁。三、牵引所高压隔离开关巡视标准为了预防牵引所高压隔离开关在运行中发生故障，引起大面积的停电，应加强日常检查和巡视，主要项目有：1、高压瓷瓶清洁，污点面积不得大于 200mm2。瓷瓶无裂纹 、闪络放电痕迹，瓷釉剥落不大于 300mm2。高压引线连接可靠、接触良好、张力适当，引线无松股、断股及烧伤痕迹。2、刀闸与接线板连接处的防雨罩内，弹簧及开口销齐全、完好，接线板转动灵活，连接处涂中性凡士林。3、触头无明显烧伤痕迹且平整。4、水平拉杆各部位连接紧固、可靠。刀闸的同期性不大于 3mm，刀闸在合 闸位时成一直线、分闸位时平行，分、合闸止位间隙在 23mm 间。5、开关托架水平，垂直传动杆与之垂直均无扭曲、松动现象并且紧固牢靠。6、手动隔离开关操作机构固定可靠，零部件完好 ，止位正确、可靠并对转动处涂油。7、辅助开关清洁，转换正确、可靠 ，接线正确紧固，端子标记清楚，防护罩作用良好 。8、电动隔离开关机构箱密封良好、固定可靠无倾斜现象。箱体及内部各处清洁。9、所有的紧固螺栓无松动并对丝扣涂油。隔离开关金属构件 、操作机构或机构箱锈蚀面不大于总面积的 5%。10、电动隔离开关电动分、合闸及手动分、合闸工作正常，作用