35kV隔离开关分合闸故障分析及处理

江荣有（江西铜业集团公司 德兴铜矿，江西 德兴 334224）



35kV隔离开关分合闸故障分析及处理

江荣有
（江西铜业集团公司 德兴铜矿，江西 德兴 334224）

摘 要：介绍了德兴铜矿变电站35kV隔离开关故障，并对故障情况进行分析，寻找解决隔离开关分合闸故障率高的问题，从变电站发生的各种分合闸故障找出最主要的影响因素，并对此因素进行攻关，在变电站实施攻关措施，并在各变电站加于应用，有效地解决了变电站35kV隔离开关分合闸故障次数多的问题，预防和杜绝不能正常分合闸跳闸现象，降低变电站故障次数，保障了变电站安全稳定运行。

关键词：隔离开关；故障；分合闸；紧固；断路器；传动机构

1 引言

变电站内主要高压设备有变压器、断路器、隔离开关等。在这些高压设备中，隔离开关是高压开关电器中使用最多的电器设备。动力厂变电站共有48台35kV隔离开关，按安装点可分为室内式和室外式，主要作用是供高压线路在无载情况下进行换接，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。由于使用次数多，工作可靠性要求高，出现的问题也比较多。近年就常出现轴销脱落、楔栓退出、铸铁断裂等机械故障［1］，或因为电气回路故障，发生刀杆与操作机构脱节，从而引起隔离开关拒绝分合闸，或者合不到位等故障，直接影响到德兴铜矿生产供电的稳定。

图1　变电站高压输配电流程图

2 变电站35kV隔离开关故障现状

（1）2015年上半年笔者调查了全矿13座变电站48台35kV隔离开关在2014年8-12月分合闸故障情况并统计如表1。

表1　分合闸故障情况统计表

2014年8-12月变电站35kV隔离开关分合闸故障率高达8%，已严重影响到变电站安全稳定运行。

（2）为了找到问题所在，对造成变电站35kV隔离开关分合闸故障率高的原因进行分析，主要原因有机械系统故障与电气系统故障。机械系统故障又有机械传动故障；操作机构故障；操作手柄故障；开关触头弹簧失效等。电气系统故障主要是：电机回路故障；磁瓶断裂故障［2］；操作方法不当；转换开关故障；限位开关故障；导电回路结构不良等。这些故障都会对隔离开关造成不同程度的影响，而对隔离开关分、合闸故障率高的最主要问题是：①机械传动故障；②电机回路故障。

3 变电站35kV隔离开关故障率高的原因分析

（1）户外高压隔离开关是受环境和气候条件影响最大的一种电气设备，毫无遮挡的暴露在室外，长年受风吹、日晒等多种气候的侵害，而35kV变电站大部分建立在厂房附近，长年受粉尘等侵害，多次发现控制导线接头出现严重的氧化腐蚀现象［3］，造成线路阻抗过大而使电压偏低影响电机的正常运行。表2是变电站5台隔离开关并用万用表电压档测量电机的线路电压。

表2　电机的线路电压表

（2）隔离开关的传动部件，如传动连杆、水平连杆、垂直连杆等，都是采用钢管制成，钢管的强度或刚度不足，容易发生变形或扭曲，而我们隔离开关的垂直连杆采用夹子紧固连接，根据以前的检修记录，在操作过程中多次出现过紧固夹子松动移位现象，造成分合闸行程变化而使分合闸不到位［4］。从而造成紧固夹子松动。

为了验证紧固夹子的松动情况，手动操作几台隔离开关，用游标卡尺测量垂直连杆扭曲移位情况，见表3。

表3　垂直连杆扭曲移位情况表

4 采取措施及实施效果

对策实施一：采用抗氧化腐蚀强的材料做接线端头。

图2　隔离开关检修流程图

按技术要求改造完后，通电测试能达到我们的设计要求，过了30天我们检查测试没有发现镀银的裸端头被氧化现象。这是因为镀银具有很强的抗氧化腐蚀性能，而且银被氧化后生成的氧化银阻抗很小，几乎不影响电路的压降［5］。改造完成随机抽查了5台隔离开关，通电测试结果见表4。经通电测试检查均达到了技术要求。

表4　隔离开关接点电压表

对策实施二：采取措施固定夹子与连杆。

夹子与连杆的可靠连接有两种：一种是电焊连接，另一种是定位销连接。在对策评价选择表中，我们选择了定位销连接，因为定位销是活动的，可以很方便地调节隔离开关的转动行程，使开关分、合闸安全到位。

根据对策表制定的措施：

（1）用45#钢按技术要求制作定位销：经过现场精确测量设计出定位销的形状、尺寸如图3。经材料设备室审核后，马上进行加工，于2013年4 月25日完成。

图3　定位销加工图

（2）钻孔安装定位销：如图4，在紧固夹子与连杆中间的连接部位平钻一个直径3mm的通孔，用定位销加以固定，并用螺帽紧固［6］。

图4　隔离开关传动机构简图

实施完后我们立即进行了现场验证，手动操作了5台隔离开关，在4月27日用游标卡尺测量垂直连杆扭曲移位情况，实测结果见表5。测量结果表明，垂直连杆经过加装定位销后（图5），连杆扭曲移位值如表5，均小于规程标准1mm，实施有效。

表5　垂直连杆扭曲移位改造后表

图5　隔离开关改造后图

5 实施效果

（1）故障率达到运行要求。实施完后，小组又统计了全矿13座变电站48台35kV隔离开关在2013年5-9月分、合闸的故障情况，结果见表6。在效果检查期间，35kV隔离开关分、合闸的故障率下降到4.8%，圆满完成小组年初制定的目标值。

表6　隔离开关分合闸次数统计表

（2）直接经济效益。

2012年11月至2013年4月，35kV隔离开关维修费用平均为8000元/月，活动完成后的2013 年7-12月期间，隔离开关的故障明显减少，维修费用平均值降到了500元/月，半年共节约设备维修费用45000元。

本次QC小组活动投入费用3000元（材料费1500元，加工制作费500元，人工费1000元）。

半年直接经济效益：45000-3000=42000元。

（3）社会效益。①减少设备故障率，大大减轻了检修人员的劳动强度。②提高了电气设备运行的可靠性，确保铜矿生产安全稳定进行。

6 结束语

小组把本次活动的改造资料“垂直连杆扭曲移位数据表”与“隔离开关传动机构简图”等技术资料进行了收集、整理、归档保存，并推广使用。对全矿13座变电站48台35kV隔离开关在2013年10-12月巩固期分、合闸的故障情况又进行了统计，如表7，可以看出：巩固期2013年10-12月35kV隔离开关故障率低于目标值5%。

表7　隔离开关分合闸次数巩固期统计表

通过本次攻关活动，降低了隔离开关分合闸的故障率［1］，达到了预期目标，为设备平稳运行、成本节约、安全生产作出贡献。同时小组成员在专业技术方面得到了一定程度的提高，为今后处理类似问题积累了丰富的经验。

参考文献：

［1］史国超. 中小型水电站金属结构及机电设备制造安装检测实用技术[M]. 南京:黄河水利出版社, 2006:1-5.

［2］杭荣付. 浅谈变电所隔离开关控制和操作[J]. 科学与财富, 2010(10):10-20.

［3］孙晓敏. 变电站倒闸操作过程中隔离开关故障处理方法[J]. 广东电力, 2011(9):8-13.

［4］广东电网公司惠州供电局. 电气设备红外测温诊断实施细则(试行) [E]. 惠州:广东电网公司惠州供电局, 2005:16-25.

［5］燕文斌. HXD1型电力机车高压隔离开关故障分析与对策[J]. 2013(2):P11-25.

［6］李雪楠. 浅谈高压隔离开关故障原因与检修措施[J]. 民营科技, 2010(1):10-15.

Analysis and Treatment of the Fault Occurred in 35kV Substation Isolation Switch

JIANG Rong-you
（Dexing Copper Mine, Jiangxi Copper Corporation, Dexing 334224, Jiangxi, China）

Abstract:Through introducing Dexing Copper Mine Power Plant and substation 35kV isolating switch fault, and analysing the fault, the main influence factors are found out and brainstormed from kinds of faults which occurred in substation. The key measures are implemented and applied in substation. Finally, the problem of the 35kV disconnector closing fault many times on substation were effectively solved, to prevent and eliminate the phenomenon of not normal closing tripping, reduce the times of substation fault and protect the substation safety and stable operation.

Keywords:isolating switch；fault；switch；fastening；circuit breaker；transmission；mechanism

作者简介：江荣有（1963-），男，江西广丰人，从事电气技术工作。E-mail:1244980044@qq.com

收稿日期：2015-10-20

中图分类号：TM564.1

文献标识码：B

文章编号：1009-3842（2016）01-0077-03