隔离开关常见故障分析及处理_张珂磊

张珂磊

（额尔齐斯河流域工程开发建设管理局，乌鲁木齐830000）

摘

要：电力系统隔离开关在运行的过程中由于各种原因引起的发热等故障时有发生，既威胁着电网的安全运行，同时也对经济效益造成了损失。本文对隔离开关发热故障原因进行分析，并采取了相应的措施，旨在使其安全、可靠地发挥作用。

关键词：电力系统;隔离开关;发热故障;故障处理

中图分类号：TV733文献标识码：B文章编号：1000-0860（2014）06-0082-03

Analysisandtreatmentofnormalfailuresfromisolatingswitch

ZHANGKelei

（XinjiangAdministrativeBureauofConstructionofIrtyshＲiverBasinDevelopmentProject，Urumqi830000，Xinjiang，China）Abstract：Duringtheoperationofisolatingswitchinelectricpowersystem，thefailuressuchasheating，etc.duetovariouscausesarenotonlythreatenthesafeoperationofapowergrid，butalsocausesomelossesofitseconomicbenefit.Therefore，thecausationsoftheheatingfailureoftheisolatingswitchareanalyzedherein，andthenthecorrespondingmeasuresconcernedareadopted，soastomakeittosafelyandreliablyplayitsrole.

Keywords：electricpowersystem；isolatingswitch；heatingfailure；failuretreatment

1引言

（1）触指弹簧性能指标不良，使触头与触指间的接触压力降低，造成弹簧变形、行程传动不到位，导致发生过热故障。因其运行中长期处于合闸状态，使触指弹簧处于拉伸状态，产生机械性疲劳，使触头间压力减小、接触电阻增大，而温度升高使弹簧弹性减弱，恶性循环导致弹簧失去弹性，触头烧损。（2）触指定位端子与触指座接触不良。为了防止运行中触头窜动，在触指座上开有1个圆形槽，触指与触指座采用的是面接触，现场发现，因触指弹簧压力减弱，引起触指变位导致烧损触指的现象。（3）固定座与导电杆连接不良。导电杆用2个螺母紧固在固定座上，固定座与导电管的接触面有两部分：一部分是插入固定座导电管的两个紧固螺栓，一部分是插入固定座导电管深度的圆周面。由于制造间隙大，形成导电回路接触面积小，接触不良而产生过热。

（4）由于触头等部件长期处于大气中运行，极易

收稿日期：2014-04-16

作者简介：张珂磊（1969—），男，工程师。

WaterＲesourcesandHydropowerEngineeringVol.45No.6

隔离开关在高压设备序列里属于通断类设备，用来改变系统运行方式和小电流电路的分合，它主要有底座、支持绝缘子、触头、导电杆、导电罩、转帽、软连接等部件构成。北疆某水力发电厂有3种隔离开关，型号分别为GW5－110DW、GN30－10（G）、GN19－10C/630－20，随着供电量的日益增加，发热故障的发生率也随着增加了，发热点也出现多样性，近几年隔离开关就曾出现几次发热故障，目前除了采取针对性措施，还定期采用红外线测温仪和红外热成像仪检测隔离开关触头、触点的温度。

2

2.1

事故案例

案例1

2011年7月发生的事故：该厂110kV户外型号为GW5－110DW高压隔离开关动静触头烧毁。

隔离开关动静触头烧毁的原因。经过检查发现，

造成触头烧毁的原因如下：

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张珂磊∥隔离开关常见故障分析及处理受到水蒸气、油、腐蚀性尘埃和化学气体的侵蚀，在连接件、弹簧、销钉、螺栓、垫片的接触面上产生锈蚀形成氧化膜使电阻增加，造成接触不良而过热。

针对出现的问题进行了以下处理：（1）更换烧损的动静触头。（2）连接件、销钉、螺栓、垫片采用不锈钢元件，防止锈蚀现象。（3）镀锌弹簧上表面喷涂环氧树脂，增加了绝缘性能，达到了分流和防止锈蚀的目的，弹簧的固定销也换为不锈钢材质。（4）由于隔离开关传动机构箱密封较差，容易产生锈蚀并积尘，我们采用了不锈钢板件对传动机构箱进行封堵，原设备生产厂家使用的润滑脂为普通黄油，容易流失和固化，我们改用了二硫化钼锂基脂，来防止传动系统锈蚀造成操作不灵活的问题。（5）减少导电杆与固定座间的制造间隙。

采取了以上措施后，隔离开关运行状况发生了改变，室外构件已无锈蚀现象，传动机构箱封堵后内部积尘现象大为改观，传动润滑脂流失和固化现象也得到了明显的改善，在2012年9月的年度检修中，检查各项指标均为正常。2.2案例2

2012年7月14日发生的事故：在对变电所10.5kV进出线隔离开关［型号为GN30－10（G）］进行测温检查发现，多台隔离开关动静触头温度过高，测试环境温度36.8℃，室内温度为47℃。在停电后测量回路电阻，所得数据如表1所列。

表1

设备编号10011100131014210143

状态，使触指弹簧处于拉伸状态，产生机械性疲劳，使触头间压力减小、接触电阻增大，而温度升高使弹簧弹性减弱，恶性循环导致弹簧失去弹性，触头烧损。

（2）室内温度及环境温度高、负荷电流大，特别是室内开关柜内的设备，在天气炎热高负荷期间，因开关室空间狭小，且室内通风较差，加上设备散热等原因，使室内运行条件较为恶劣。2.2.2事故处理措施

（1）拆除动触头的圆柱形铜杆体，人为修磨点接触结构的接触面，加大接触面积。

（2）更换过热烧损的弹簧和触头元件，清除动静触头表面氧化层，用细砂纸打光触头、接头，重新调整动静触头的间隙，检查压紧程度，并涂抹导电膏和中性凡士林。

（3）隔离开关发热期，主要集中在夏、秋季节，此时环境温度高、负荷电流大，致使室内温度过高，因此在室内安装了供排风系统，增加空气流通量来降低室内温度，取得了良好效果。也可采用空调等设备来降低开关室内的温度。

（4）核查回路负荷电流，对负荷增长较快且已接近额定容量的隔离开关进行增容改造。2.2.3处理效果

经过以上处理后进行回路电阻测试，各项数据均合格，投入运行2h负荷稳定后，进行了动静触头的温度测量，测试环境温度37℃，因为在室内安装了供排风系统，增加空气流通量，此时室内温度下降为37.2℃。在2012年8月18日相同负荷下，又对变电所10.5kV进出线隔离开关进行检修后的跟踪测试检查，测试环境温度37℃，室内测量温度为37.3℃，两次测试所得数据如表2所列。

通过调整动静触头的间隙，清理接触面氧化层，使导体表面的接触电阻减少了，同时加大了动静触头的接触面积，增加了过流量，以及降低室内温度等方法，从而控制了隔离开关发热故障的发生。

处理前隔离开关温度及回路电阻值

发热时温度/℃A相142102132137

B相129118119151

C相145131127146

发热后接触电阻/μΩA相113293210321217

B相10099099221196

C相1136103610181139

2.2.1

事故原因

（1）GN30－10（G）型隔离开关结构设计不合理，动触头为圆柱形铜杆体，采用线接触结构，接触面较

表2

设备编号10011100131014210143

处理后回路电阻/μΩA相62577077

A相59616558

C相61626875

A相58.4606656

3日常注意事项

（1）触头及连接点有无过热现象，负荷电流是否

小，易发生过热故障，隔离开关运行中长期处于合闸

处理后隔离开关温度及回路电阻值

运行2h测试温度/℃

B相6265.86561.2

C相59.667

2012年8月18日测试温度/℃A相59616558

B相63656760

C相666168

水利水电技术第45卷2014年第6期83

张珂磊∥隔离开关常见故障分析及处理在它的容量范围内。

（2）检查瓷绝缘子表面应光洁发亮，无裂纹、破损、斑点以及放电现象，基座无变形、腐蚀及损伤现象。

（3）清理动静触头氧化层并涂导电膏或中性凡士林。（4）检查固定夹片与活动刀片的接触压力，用0.05mm×10mm的塞尺检查，其插入深度不大于于总长度的1/5，如接触不良时，可调整隔离开关刀片两侧弹簧的压力。

（5）检修完毕后进行分合闸试验过程应无别劲，触头中心要校准，并检查同期性三相是否同时接触，对于三相联动的隔离开关，不同期的不能超过规定值。否则，应调整传动拉杆。

（6）在合闸位置高压隔离开刀片应距离静触头底部3～5mm，以避免合闸时冲击绝缘子，若间隙不够，应调节高压隔离开关操动拉杆长度或拉杆绝缘子的调节螺栓的长度。

（7）操动机构的检修。①操作机构的部件有无开焊、变形或锈蚀现象，活动绝缘子轴、销、钉、紧固螺栓是否正常、齐全、紧固。②各转动部件清洗并涂润滑脂。③蜗轮式操作机构，应检查各转动蜗轮与蜗杆的啮合情况，不能有磨损、卡涩现象。④操作机构检查完毕后，应进行分、合闸操作实验3～5次，已

检查操作机构和传动部分是否灵活和可靠。

（8）隔离开关的防误闭锁装置应良好，机械锁无损坏现象。

（9）接触面氧化，接触电阻增大的处理。用细砂纸打磨触头表面，并涂凡士林，在长期运行中，受到外界空气的影响和电晕作用，造成触头表面形成氧化层，铜制触头在维护时应清除表面氧化层，用细砂纸打光触头、接头，检查其紧密度并涂导电膏和中性凡士林。镀银触头在长期运行中同样受到外界空气影响和电晕作用，在镀银触头将会形成一层黑色附着物（硫化银），降低了触头接触面的导电性能。对于镀银触头检修时不能用细砂纸打磨，以免损坏镀银面，可用氨水洗掉触头表面的硫化银，其方法是：先用汽油洗去触头上的油泥，用平锉刀修平触头的伤痕，然后用棉纱或刷子蘸取25%氨水清理掉硫化银，再用清水冲洗后擦干，最后涂上一层中性凡士林即可。

（10）在操作隔离刀闸时若采用手动操作，合闸时动静触头刚接触时必须迅速果断的将隔离刀闸合上，但在合闸终了时应控制操作力度，不可用力过猛，使合闸终了发生冲击，造成传动机构和绝缘子的损伤。

（责任编辑

欧阳越）

檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰(上接第81页)择合理，供排水管网系统的防冻措施和坝后保温棚措统保温方式同供水系统。施在－15℃以下时，确保了所有的供排水管路系统3.6

供水管网循环系统的防冻措施

2013年冬季及2014年开春坝体混凝土三期通水

正常运行，较好保证了冬季坝体三期冷却到封拱灌浆工作的顺利进行，达到预期冷却效果。

施工、监理、建设三方联合检查了坝体闷温情

##

况，在闷温72h后，检测了6～11坝段588m高程以下67组温度，最小温度值4.1℃，平均温度值5.5℃，合格率97%，闷温检查结果达到设计要求。6#坝段从563～691m高程，埋设25只测温计，最小温度值1.℃，平均温度值5.8℃，测点合格率96%，温度检测结果达到设计要求。

拟分2次进行，第1批三期通水计划2013年11月底完成，第2批计划2月中旬开始，根据工程所在地往年气候条件，预计最低温度－15℃左右，拟采取的保温措施如下：（1）右岸供水系统水泵房采用2层聚乙烯保温被加1层三防帆布包裹保温，水泵房内安装2盏碘钨灯取暖，离心泵引水管安装2组发热电缆，

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并包裹1层聚乙烯保温被。（2）在坝体4～11、13～16#坝段下游侧597.5m高程以下搭设保温棚，保2

温棚立面面积约5000m，保温棚框架采用DN50钢管搭设双排脚手架，保温棚框架下游侧采用2层聚乙

5结语

烯保温被加1层三防布包裹。（3）为确保聚乙烯保温被安装牢固，钢管脚手架外侧垂直方向每间隔1.5m安装5cm×10cm方木作为聚乙烯保温被安装骨架，保温棚内采用碘钨灯取暖。

通过对高纬度条件下坝体三期通水到封拱灌浆过程相关问题的深入分析研究，选择了合理的通水冷却方案，较好地解决了坝体三期通水到封拱灌浆工作的相关问题；该方案充分考虑利用自然界的冷源，完成了封拱灌浆前的坝体三期冷却工作，避免了大幅投入新的制冷设备及运行费用，有效地节约了工程造价。

（责任编辑

郭利娜）

4施工应用

方案实施后，冷却效果说明坝体三期冷却时机选

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