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浅谈高压交流隔离开关常见故障及治理

导读: 本文介绍了高压交流隔离开关性能的基本要求,举出了系统中隔离开关比较频繁发生的故障与事故,提出了一些相应解决办法,同时希望通过加强运行巡视和检修维护质量的提高,提高高压交流隔离开关的运行质量,减少故障,提高系统的稳定性和安全性。

  隔离开关在电力系统中起着隔离电源、改变系统运行方式、分合小负荷电流、进行倒闸操作等重要作用。由于其操作原理和结构较简单,通常没有严格的大修周期规定,按惯例一般随主设备大修而进行。但随着近几年断路器的无油化改造、无人值班变电站改造及变电设备由定期检修制向状态检修制的逐步过渡,主设备的大修周期在逐渐延长,因而运行中的户外式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。本文就交流隔离开关一些故障问题进行了分析,并结合问题提出解决办法。

  1.高压交流隔离开关的技术要求

  在电网中,高压交流隔离开关用来合、分无负荷的电路及电气设备,其功能主要包括实现输送电力和安全隔离的作用,即在合闸状态能可靠地通过正常工作电流和规定短时间内的异常(故障)电流,而在分闸状态时触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开点,使负荷侧电力设备与电源安全隔离。对隔离开关的功能要求相对较少,所以其结构相对比较简单,没有灭弧装置,不能用来接通和断开负荷电流。高压交流隔离开关是户外式结构,绝大多数处在比较恶劣的户外条件下运行,直接暴露在大气环境中工作,容易受到环境和气候条件的影响,产品设计和制造应充分考虑这个因素,以保证在雨、风、冰、雪、灰尘、严寒和酷热等条件下均能可靠地工作。

  2.隔离开关常见的故障

  隔离开关运行中常见的故障类型有以下几种:瓷瓶断裂故障、机构问题、导电回路发热。在系统运行中,隔离开关有比较多的缺陷和故障,涉及到多方面的问题。可以归纳为机构问题,包括操作卡涩以及合分闸不到位、锈蚀、进水受潮、润滑干涩、机构卡涩、辅助开关失灵等,这些缺陷不同程度上导致开关合分闸不正常,拒动和合分闸不到位;其次是导电系统接触不良使得导电回路发热异常,其原因是开关触头弹簧失效使接触不良或者是合闸不到位,还有导电回路松动、开裂等,还有的是导电回路结构不良的问题;对安全运行威胁最大的是瓷瓶断裂故障,影响最为严重。

  2.1瓷瓶断裂故障

  发生这种故障的隔离开关尤以220kV等级为多,有的发展成重大事故,所以影响极大,支柱绝缘子和旋转瓷瓶断裂问题历年来都有发生,有的是运行多年的老产品,也有是刚投运才一年多的新产品。

  绝缘子断裂与电瓷厂产品质量有关,也与隔离开关整体质量有关,绝缘子浇制不均等问题,此外还有水泥胶装的问题。另外质检手段不严也给运行留下隐患,有缺陷和有隐患的绝缘子没有被检测出来,被组装成产品后,对安全运行构成极大的威胁。

  除了支持绝缘子外,旋转绝缘子断裂故障也时有发生,旋转绝缘子操作时主要受扭力作用,瓷瓶断裂事故至今仍不能有效的予以防止。

  对瓷绝缘子断裂问题,必须要综合进行治理,首先从源头上抓起,绝缘子制造厂要严格工艺,稳定生产过程,每个绝缘子都应经过认真检验,保证合格品才能出厂,隔离开关制造厂要把好外购件关,加强检验,提高隔离开关整体质量。对同型号隔离开关在手动操作时比较其操作力矩,如出现操作困难,切忌强行进行操作。更好的方法是要开展隔离开关支柱瓷瓶缺陷检测新技术的试点和推广,进一步研究开发瓷瓶缺陷在线监测工作。建议在小修或大修检查时,应适当增加空载机械操作次数,以提高瓷瓶缺陷在停电操作中暴露的概率,有的检修时只操2~3次,实在太少了。

  2.2机构问题

  机构问题表现为拒动或分合闸不到位,往往在倒闸操作时发生。很多情况下故障不会扩大,现场可以进行临时检修和处理,当然会耽误停送电时间。发生问题的以老旧的GW4、GW7型开关居多,还有GW6隔离开关曾发生合闸后自动分闸故障(主要是平衡弹簧材质和工艺不良,甚至在运行中平衡弹簧锈断);GW10、GW11产品曾发生闸刀三相拐臂的角度调整不对,机构输出轴法兰角度调整不到位,扇型齿轮爆齿,导致万向节法兰与机构法兰连接螺丝被切断、机构的限位开关铸铁件被打断、分合闸不到位等故障。

  隔离开关在出厂时或安装后刚投产时,合分闸操作还比较正常。但过不了多久,有的在一、二年后,就会出现各种各样问题。有的因机构进水,操作时转不动,有的会发生操作时连杆扭弯,甚至转动瓷瓶与滑线轴间已拧成麻花,还有的在连杆焊接处断裂而操作不动。总之,由于机构卡涩问题会引起各种故障。

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