电容器成套装置接地刀闸支柱绝缘子故障分析及对策

于建伟等

摘 要：针对三起10kV电容器成套装置接地刀闸支柱绝缘子故障，通过现场观察，分类概括支柱绝缘子故障类型。通过分析指出支柱绝缘子故障主要是由于本身质量原因，接地刀闸维护不到位，以及操作人员操作接地刀闸时用力过大。提出了支柱绝缘子故障的处理方法，并制定防范措施。

关键词：接地刀闸；支柱绝缘子；故障

引言

10kV电容器成套装置检修时，为了安全起见，当断路器断开后，要将进线三相短路并接地。将三相短路接地的功能是通过一组刀闸实现的，即接地刀闸。当断路器已断开后，合上接地刀闸以保护检修作业人员的人身安全。接地刀闸的好坏直接影响检修人员的人身安全。

近年来，通过对大量电容器成套装置接地刀闸的检修工作发现，支柱绝缘子故障是引起的接地刀闸故障的主要原因。特别是随着设备运行年限的增加，支柱绝缘子断裂、炸裂故障时有发生，个别甚至造成运行中的电容器接地短路的严重事故。

1.三起接地刀闸支柱绝缘子故障经过

1.1 某220kV变电站10kV电容器成套装置接地刀闸支柱绝缘子绝缘性能下降

2013年，某220kV变电站内电容器成套装置试验工作中，电容器成套装置各设备绝缘电阻合格，进行整组电容器绝缘电阻试验时，绝缘电阻为0MΩ，经过对电容器成套装置支柱绝缘子逐个排查，最后发现接地刀闸上口C相支柱绝缘子绝缘电阻为0MΩ。该绝緣子外观良好，无物理损伤。

1.2 某110kV变电站10kV电容器成套装置接地刀闸支柱绝缘子断裂

2012年8月6日，运行人员上报在某110kV变电站10kV电容器成套装置接地刀闸B相动触头支柱绝缘子断裂，绝缘子自中间部位断开，分为两部分，下部留在底座连杆上，上部同动触头共同掉落，导致B相接地刀闸无法合闸。如图1所示。

2.事故原因分析

2.1接地刀闸支柱绝缘子绝缘性能下降故障原因分析

经试验发现接地刀闸上口C相支柱绝缘子绝缘电阻为0MΩ，检查支柱绝缘子的外观完好，无细小裂纹，但底部法兰与瓷瓶连接处有明显缝隙。

该绝缘子制作工艺为法兰与瓷质绝缘子使用水泥胶装剂粘合，胶装剂外层涂抹防水胶。然而由于制作工艺不良，防水胶涂抹面积不足且薄厚不均匀，当温度发生变化时，由于法兰、瓷质、水泥胶装剂的膨胀系数不同，温度降低时，法兰收缩量大而瓷质收缩量小，导致法兰与瓷质之间出现细小缝隙，由于防水胶涂抹不规范，没有起到完全防水的作用。水分从缝隙进入绝缘子内部，水泥胶装剂具有吸水性，加剧了绝缘子内部受潮，加之瓷质质量不佳，内部存在大量气孔和微观裂纹，内部受潮后绝缘性能急剧下降导致出现零值绝缘子[1]。

2.2接地刀闸支柱绝缘子断裂故障原因分析

经过现场停电检修，发现该组接地刀闸的拐臂、连杆、转动部位锈蚀严重，操作卡涩，导致操作接地刀闸时支柱绝缘子受力加大，超过了支柱绝缘子的强度范围，将动触头支柱绝缘子拉断。

实行状态检修后，电容器一般检修维护周期为4到5年，接地刀闸长期搁置、不操作且维护不到位，风吹日晒雨淋导致传动部分氧化生锈、机械卡涩。加之操作人员使用自制加力杆等辅助工具野蛮操作，导致支柱绝缘子受力大大超过了其强度范围，最终将绝缘子拉断。

2.3接地刀闸支柱绝缘子碎裂故障原因分析

设备检查发现，该相静触头出现位移，合闸时，静触头无法嵌入到动触头中间，而是顶在动触头一侧刀片上的。致使其他三相接地刀闸无法接触，且接地刀闸动触头上的弹簧无法起到缓冲作用。

仔细观察破损绝缘子可以发现很多细小孔洞。说明该绝缘子在制坯、干燥、烧制过程中工艺不佳，形成了先天性缺陷，造成机械强度不足。

操作人员在设备停电工作时，使用加力杆野蛮操作，用力过猛。动触头直接拍在静触头上，缺少缓冲，加之绝缘子强度不足，导致静触头支柱绝缘子被拍碎。

3.防范措施

3.1加强接地刀闸支柱绝缘子质量与验收

支柱绝缘子应采用性能稳定（强度分散性小）的优质高强瓷瓶，确保在满足额定机械负荷下有2.5倍以上的安全系数。法兰与瓷瓶连接处均匀涂抹防水胶，提高了瓷瓶的可靠性。制定了公司内控标准，加强进厂验收管理[2]。

3.2定期对接地刀闸检修维护

接地刀闸应定期检修维护，传动部分的灵活，有效的减小了支柱绝缘子的受力，提高使用寿命。接地刀闸检修维护一般每年不少于一次，在电容器成套装置设备检修后，也应对接地刀闸进行检修和维护。内容包括：

（1）清除各部位尘土，对接地刀闸进行除锈；

（2）检查调整接地刀闸触刀与触头接触情况；

（3）检查各部位是否松动；

（4）检查调整传动情况，将转动部位涂润滑脂，接地刀闸应操作灵活。

3.3规范接地刀闸的操作

操作人员拉合接地刀闸时应小心用力，不可用力过猛，当遇到接地刀闸卡涩严重、动静触头配合不当，导致接地刀闸合不到位时，可挂临时接地线，并及时向上级领导报告，让检修人员对接地刀闸进行检修维护，防止支柱绝缘子受损。

4.结语

通过对三例10kV电容器成套装置接地刀闸支柱绝缘子故障分析，可以看出故障的主要是由支柱绝缘子的质量问题，接地刀闸维护不到位，操作用力不当造成的。所以要对接地刀闸的产品质量进行管控，还要保证设备的安装质量，对接地刀闸要每年至少进行一次检修维护，要规范接地刀闸的操作规程，加强人员培训，才能有效的防止支柱绝缘子出现故障。

参考文献：

[1]闫浩，赵长春，高磊. GW7_220型隔离开关支柱绝缘子断裂原因分析及预防措施[J]. 吉林电力，2006，34（3）：31-41.

[2]李建基.高压开关设备实用技术[M].北京：中国电力出版社，2005.

作者简介：

于建伟（1981- ），男，河北省廊坊市，助理工程师，电缆技师，从事电力电缆及无功设备检修工作。

郗力强（1988- ），男，河北省廊坊市，助理工程师，从事电力电缆及无功设备检修工作。

尚建武（1972- ），男，天津市武清区，助理工程师，变压器技师，从事电力电缆及无功设备检修工作。

刘冰（1983-），男，河北省廊坊市，工程师，从事无功专业管理工作。

安冰（1983-），男，河北省廊坊市，工程师，从事电力设备高压试验工作。