高压隔离开关的运行情况及常见故障分析

1、高压隔离开关的运行情况及常见故障分析    高压隔离开关是供高压线路在无载荷情况下进行换接以及对被检修的高压母线、断路器等电气设备与带电的高压线路进行电气隔离用的电气设备。高压隔离开关在电力系统中的运行数量很多，其质量优劣、运行维护好坏将直接影响到电力系统的安全运行。近年来，由隔离开关故障引起的事故频频发生，有些甚至引起了大面积停电。这些事故，有些是因为隔离开关本身的质量问题引起的，有些是由于缺乏合理、正确的检修维护引起的。因此，保证隔离开关良好的运行状态，进行合理的检修维护管理工作，成为隔离开关安全运行的重要保证。1隔离开关的运行情况有关资料显示，截至

2、2003年底，江苏省电网投运的110kV及以上等级高压隔离开关有近16000台。目前徐州电网内运行的户外隔离开关多为GW4型和GW5型，近两年安装投运的隔离开关还有部分GW16、GW17型及少量GW7型。以徐州供电公司变检工区管辖的29座110kV及以上电压等级的变电站为例，这些型号的35kV及以上户外隔离开关总数在1300台左右，多数是南京电瓷总厂、西安西电高压开关有限责任公司、沈阳高压开关有限公司、河南平高电气股份有限公司、江苏省如皋高压电器有限公司、天水长城开关厂、抚顺电瓷厂及Alstom公司的产品，其中20世纪八九十年代的产品占到了84%。2常见缺陷及故障分析在系统运行中隔离开关发生的

3、缺陷和故障比较多，涉及到多方面的质量问题。对安全运行威胁最大的是瓷瓶断裂故障，其次是触头过热、运动卡滞、机构卡涩和分合闸不到位、瓷瓶闪络等。a.瓷瓶断裂故障。2005年，徐州电网发生了2次瓷瓶断裂故障，一次是在运行操作中，一次是在施工接线过程中，断裂处均在瓷瓶和法兰的胶合处。瓷瓶断裂既与产品质量有关，也与隔离开关的整体质量及操作方法有关。瓷瓶在烧制过程中控制不当可能造成瓷件夹生、致密性不均以及水泥胶装不良的问题，加之质检手段不严，造成个别质量低劣的瓷瓶被组装成产品后，投放到运行中对安全构成极大威胁。操作人员在分合隔离开关时操作方法不当、用力过猛也容易造成瓷瓶损坏。此外，2005年和2004年还

4、发生了8节500kVSOPLT型刀闸支持瓷瓶开裂缺陷。b.导电回路过热。运行中常常发生导电回路异常发热现象，多数是由于静触指压紧弹簧疲劳、特性变坏，静触指单边接触以及长期运行接触电阻增加而造成的。运行中由于静触指压紧弹簧长期受压缩，如果工作电流较大，温升超过允许值，就会使其弹性变差，恶性循环，最终造成烧损，这是造成触头发热的主要原因。此外，触头镀银层工艺差、易磨损露铜，接触面脏污，触头插入不够、螺栓锈蚀造成线夹接触面压力降低等也是造成发热的原因。c.机构问题。机构问题表现为操作失灵，如拒动或分合闸不到位，往往发生在倒闸操作时，影响系统的安全运行。由于机构箱密封不好或锈蚀进水造成机构锈蚀严重，润

5、滑干涸，操作阻力增大，在操作困难的同时，还会发生零部件损坏，如变速齿轮断裂，连杆扭弯等。d.传动困难。隔离开关的传动系统锈蚀造成传动阻力大，甚至出现拒分拒合，如在运行中曾出现底座轴承锈死、无法操作的情况，这是由于传动部件的主轴铜套干涩、轴承脏污、黄油干涸造成的。3常见缺陷及故障的防治造成上述隔离开关缺陷或故障的原因，既有制造工艺、选材质量问题，也有些是由于检修维护不当所致。要保证隔离开关的安全运行，保证其初始质量是关键所在。3.1加强选型工作要广泛收集系统中运行的隔离开关运行情况，选用结构合理、设计优良、整体质量高的产品。3.2进行技术改造a.对瓷瓶断裂问题必须进行综合治理，首先要保证隔离开关

6、的整体结构合理，其次还要加强对瓷瓶制造企业的选择，可以指定隔离开关生产企业使用质量优、信誉好的瓷瓶制造企业的产品。另外，可以开展无损探伤技术，定期对瓷瓶进行检测。运行人员要加强监视，特别是对瓷瓶胶合面的观察。在运行操作时要方法得当，如出现操作困难时切忌强行操作。b.隔离开关导电回路发热和瓷瓶闪络现象，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。瓷瓶闪络主要是瓷瓶表面和瓷裙内积污严重、瓷裙爬距小造成的

7、。特别是在重污染区内的刀闸，化工污染和水泥积垢不仅使得瓷瓶清扫极为困难，而且空气中大量的工业粉尘和腐蚀性气体的存在极易引起瓷瓶闪络放电，扩大事故范围。2001年，地处徐州北郊化工区的彭场变110kV刀闸发生支持瓷瓶大面积闪络放电，导致瓷瓶爆裂。针对这种情况，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。c.锈蚀是影响隔离开关安全可靠运行的首要问题，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

8、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。4隔离开关的定期检修隔离开关传统的检修方式是定期检修。定期检修是根据以往设备的运行维护经验，预先确定一个设备的检修周期，如隔离开关的大修周期为6年，在规定的检修周期时间到达后按计划对设备进行检修。这种“到期检修”的方式的缺点显而易见：首先，隔离开关的潜伏性故障有可能在某次检修之后形成，在下一次检修时间到来之前发展成严重故障;其次，对一个运行状态良好的隔离开关定期停运检修，不仅浪费人力、物力、财力，而且可能会产生新的安全隐患，造成设备“越修越坏”，这种现象在生产实践中也时有发生。多年来，对隔离开关按照计划定期检修已成

9、为进行隔离开关运行维护的主要方式。但随着设备不断增加，检修维护工作量不断增大，设备停运时间受到严格控制，而检修人员不断减少，客观造成了隔离开关失修、超周期运行。同时，定期检修不可避免地造成运行状况良好的隔离开关超量检修。中外大量的设备统计资料表明，任何设备在寿命期内的故障率曲线是一条浴盆状的曲线，在设备的整个寿命期内实行统一的周期性大修是不科学的，是不符合设备的客观实际情况的。因此，改变隔离开关的定期检修管理手段，采用更为先进的状态检修已是势在必行。5隔离开关的状态检修5.1到期隔离开关的健康状态徐州供电公司变检工区近两年来对隔离开关的检修实践发现，达到规定的检修周期后进行大修时，除部分负荷较

10、大的隔离开关导电部分存在着动静触头烧损、镀银层磨损露铜、弹簧锈蚀、疲劳、导电带断片、接触面氧化等缺陷外，其余隔离开关健康状况良好，其连杆、传动系统也较少出现卡涩现象。隔离开关底座轴承只要在上次大修时严格按照工艺要求进行检修，虽经过6年的运行，轴承仍然转动灵活，其他传动部分也很少出现锈死卡涩现象。因此，在严格按照工艺标准进行检修、对零部件进行技术改造、加强运行观察的基础上，对隔离开关实现状态检修是可行的。状态检修是从定期(预防性)检修发展而来的更高层次的检修体制，是一种以设备状态为基础，以预测设备状态发展趋势为依据的检修方式。它是根据对设备的日常检查、定期重点检查、在线状态监测和故障诊断所提供的

11、信息，经过分析处理，判断设备的健康和性能劣化状况及其发展趋势，并在设备故障发生前及性能降低到不允许极限前有计划地安排检修，其主要优点是：在保证设备安全和可靠性的前提下，提高设备的可用率，降低检修费用。与定期检修相比，状态检修具有强烈的主动性。5.2开展隔离开关状态检修工作的建议a.做好基础管理工作。对隔离开关实行状态检修是建立在设备的基础管理工作之上的。要结合本系统内隔离开关的具体使用情况、制造厂说明书和现场经验编制各种厂家、各种型号的隔离开关检修工艺导则、质量标准，建立保证隔离开关检修维护质量的验收制度、缺陷管理制度、备品备件管理制度等。要加强隔离开关的技术档案管理，主要内容有：原始资料，包

12、括设计资料、施工图纸，制造厂提供的产品说明书、出厂试验报告、安装图、合格证件等，安装记录、试验记录、交接验收文件和备品备件清单等资料;运行资料，包括运行日志、操作记录、缺陷记录、异常障碍和事故记录等;检修试验和设备异常资料，包括隔离开关的大小修记录和检修报告、试验报告、技术改造记录等。b.把住隔离开关的初始状态关。隔离开关的初始状态如何，对其今后的安全运行有着决定性的影响。在加强设备选型工作的基础上，还要加强隔离开关的初始安装调试工作，同时，对某些由于设计、制造工艺及材质等方面的原因而在运行中暴露出的仅靠一般性检修不能彻底解决的先天性缺陷，应下决心通过技术改造来消除。c.加强运行监视。开展对隔

13、离开关的运行状态评估和巡视检查是必要的。通过对隔离开关的动、热稳定电流校验、运行时的负荷、运行地点的污秽等级等关键运行状态量的评估，可以了解隔离开关的运行环境。通过运行人员对隔离开关的运行操作，可以发现设备的操作灵活性，对操作时感觉阻力大的、分合困难的要重点记录;对隔离开关在运行和检修时发现的缺陷要详细记录，作为对设备是否需要检修和确定检修重点的依据。d.积极开发和应用状态监测与故障诊断技术。设备监测是状态检修的核心。可以说，没有成熟的状态监测与故障诊断就没有真正的状态检修。状态监测的覆盖面及其水平在一定程度上反映了状态检修的深度。对于隔离开关，采用红外测温技术定期对设备的导电部分进行温度测量，是确定是否检修的重要依据。针对瓷瓶的隐性故障，应开发研究方便可行的带电无损探伤技术。同时，由于在实践中隔离开关的清扫维护工作量占了很大比例，因此，开展带电清扫工作也是延长检修周期的有效手段。6小结加强对隔离开关的检