隔离开关常见故障分析与完善化改造

黄少敏 陈群

摘 要：隔离开关尽管结构简单，造价低廉，然而其重要性不亚于其他任何电气设备。本文主要针对隔离开关在日常运行中存在的故障进行分析。

关键词：隔离开关；故障；改造

1 概述

电力是国民經济发展中重要的生产资料及人民生活中必不可少的生活资料，电力系统的安全运行关系着国计民生。隔离开关作为电力系统中使用量最大，运用范围最广，运行条件最恶劣的电气设备之一，其性能优劣，日常检修以及运行维护的好坏直接影响到电力系统的安全运行。因此，对隔离开关运行中存在的故障、缺陷进行分析总结，并提出相应的完善化改造措施对电力系统运行的可靠性的提高有着积极的意义。

2 隔离开关运行中常见故障分析

2.1 导电系统过热

长期以来，隔离开关导电系统过热问题一直未得到很好的解决。在不考虑产品质量因素以及长时间超负荷运行的情况下，过热现象的产生与运维人员日常维护和检修人员检修工艺水平密切相关。根据发热量W=I2Rt，当隔离开关运行在额定电流下，过热产生的本质是接触电阻升高，而接触电阻升高主要由以下原因产生：

①接触面存在污秽、锈蚀、电弧烧伤、检修人员未按规范使用凡士林或导电膏导致接触电阻升高引起过热现象发生。

②接触面压力不足导致接触电阻升高。接触电阻的大小与接触面压力密切相关，随着接触压力的升高，接触微点数量及面积也逐渐增加，接触电阻随之减小。根据检修经验，导致隔离开关导电系统接触面压力升高的原因很多，例如传动系统调试不当导致合闸不到位、检修过程中未及时更换松弛变形的触指弹簧、未按规定力矩锁紧螺纹连接件等等。

2.2 操作失灵与传动部分锈蚀、卡涩

隔离开关在操作过程中常见的故障主要有操作失灵、拒分（合）、分合闸不到位以及传动部件损坏变形等，在极端情况下还可能引起瓷瓶断裂事故的发生。操作失灵除了与二次回路故障有关，传动部分锈蚀、卡涩也是导致操作失灵的主要原因之一。锈蚀、卡涩问题严重影响隔离开关运行的可靠性，严重时甚至危及电网安全。然而，随着材料科学和热处理工艺的发展，传动件的防腐性能得到一定的提升，产生锈蚀、卡涩主要原因与日常维护不及时有关。除此之外，隔离开关在安装调试不当也极易引起卡涩现象发生。例如，隔离开关的水平连杆不在同一直线上或者垂直连杆不垂直于机构箱安装等，均会导致操作力的增加而产生卡涩现象，严重时会使传动部件产生变形。

2.3 瓷瓶断裂故障

瓷瓶断裂故障所引发的后果较为严重，极有可能严重威胁人身及设备安全。例如，福建某220kV变电站1号主变，砸到跨条的引线中部构架上B相支柱绝缘子根部断裂，瓷瓶沿着导线掉落，致使该主变上引线失去水平支持，掉落在构架上，导线对该瓷瓶接地底座金属放电，该主变差动保护动作，三侧开关跳闸。经统计分析，引起此类事故发生的原因很多，主要可以归结为以下几方面：

①瓷瓶自身存在质量缺陷。当瓷瓶内部存在气隙或裂纹时会因应力集中大大降低瓷瓶的抗弯、抗扭强度，当外部操作力矩较大时就容易引发瓷瓶断裂。此外，瓷瓶的同轴度，直线度偏差过大在使其长期承受额外弯矩的同时又会加大其操作力矩。

②运维部门维护不当，未按规定进行瓷瓶探伤以及运行人员强行操作等引发的瓷瓶断裂故障。

③安装不规范。目前，隔离开关的安装基础由施工单位负责，基座以上的部分由厂家负责，这种分工不但增加了安装的难度，而且也保证不了装配质量，造成大批开关安装后机构传动不畅、操作力矩大，瓷瓶受到额外的作用力，多次操作后就会造成瓷瓶断裂。

④瓷瓶老化。隔离开关所处的环境恶劣，常年饱经风霜雨雪的侵蚀，同时还长期承受着不同程度的弯矩和扭矩，难免产生疲劳和老化，此时瓷瓶的抗弯和抗扭强度大大降低，容易发生断裂故障。

2.4 操动机构故障

隔离开关操动机构通过各种方式向隔离开关动作提供能源，是隔离开关的核心控制部分，对隔离开关的性能优劣有着重要影响。操动机构故障主要可以分为电机故障，电机回路故障和控制回路故障。当发生操动机构故障时，应首先检查操作是否有误，在确认无误的情况下对故障现象进行合理分析，根据故障现象检查对应回路是否完好，二次引线是否接触不良或松动，逐步缩小故障查找范围。此外，辅助开关切换不到位或接点接触不良也会导致电动操作失灵。

3 隔离开关完善化改造

隔离开关完善化改造旨在提高其运行可靠性，减少其故障发生率。针对隔离开关常见故障，提出以下完善化改造措施：

①提高镀银层硬度，对触头弹簧进行防腐处理，并采取适当的绝缘措施防止弹簧分流，避免弹簧发热产生退火现象失去弹性。

②安装调试完成后对隔离开关各运动部位用润滑脂采用性能良好的二硫化钼锂基润滑脂，防止卡涩。

③针对隔离开关导电系统发热和瓷瓶闪络现象，可将静触指压紧弹簧更换成不锈钢弹簧，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。

④复合材料绝缘子在低温工程领域应用很广泛，其低温力学性能、电性能和耐高压气密性已经经过了实践论证，因此，采用复合材料绝缘子作为陶瓷绝缘子的替代产品。

4 小结

导致隔离开关故障产生的原因错综复杂，除了通过技术革新，不断提高产品质量外，还应不断提高运维人员素质，加强日常巡视，及时发现并排除隐患，为电力系统的可靠运行增添一份保障。

参考文献：

[1]葛云龙.高压隔离开关故障处理与检修管理分析[J].电力科技，2015（01）.

[2]韩明.断路器和隔离开关检修危险点及其控制措施探讨[J].中国高新技术企业，2015（13）.