论文部分内容阅读
摘要：本文对GW4型隔离开关在系统运行中较常发生的缺陷与故障进行了研究，分析故障发生的主要原因，并结合实践经验提出了相应的预防处理措施。
关键词：隔离开关；常见故障；预防处理
Abstract: This paper discusses defects in the operation of the system and faults of the GW4 type isolating switch is studied, the main causes of failure, and combining the practical experience and puts forward the prevention measures.
Keywords: isolating switch; common fault; prevention and treatment
中图分类号： U665.12 文献标识码：A 文章编号：
前言
高压隔离开关是电网的重要组成部分，也是关系电网安全稳定 运行的关键设备之一。它在电力系统中起着隔离电源的作用，利用它的断口的可视性并且可靠的绝缘能力，形成明显的断开点，确保运行的可靠以及检修作业人员的安全。同时还可与断路器配合，能方便改变系统的运行方式。GW4型隔离开关属于双柱式水平中央开启式隔离开关，在10kV、35kV、110kV等电压等级都有广泛应用。该型开关能否正常工作，对电力系统的安全稳定运行有着直接的影响。所以，采取针对性的措施对隔离开关的故障进行分析和处理，对避免电网及设备的故障和保障人身安全是非常必要的。本文通过对GW4型隔离开关在运行、检修过程中出现的异常现象加以分析，并提出了处理方法和改进对策，
以便最终达到减少隔离开关故障率的目的。
1、GW4型隔离开关常见故障
1.1导电回路过热
运行中常常发生导电回路异常发热现象，在触头、触指接触部分以及接线夹接触面部分出现的情况比较多。如果发热温度过高处理不及时就会损坏发热部位，甚至使整把隔离开关无法运行。
1.2传动困难
高压隔离开关由于锈蚀、卡滞后导致操作不灵活、操作力矩增大等，出现分不开、合不上或分合不到位等操作障碍，严重时操作部件折断或绝缘子受到附加应力而折断，严重威胁电网的运行安全，甚至造成重大停电事故。
1.3支柱绝缘子断裂故障
由于受到传动系统故障及环境因素等其他应力的影响，隔离开关支柱绝缘子在受到水平应力的作用下，绝缘子根部、内部很容易受损，一旦达到极限就造成断裂事故。高压隔离开关运行中或操作时发生的瓷绝缘子断裂故障，是危害性最大的一种故障，它往往会造成母线短路而引发母线停电、变电站或发电厂停电的重大事故，甚至会损坏相邻的电气设备或伤及操作人员。
2、常见故障成因分析
2.1导电回路过热的原因
GW4隔离开关的导电回路由带有条形触指和柱形触头的导电杆及两个接线座组成。接线座内的铜编织带都是用螺栓固定的，其接触不良及过热的概率則相对较小。主要的接触部位是由条形触指与柱形触头组成，也是导致导电回路接触不良的重点部位。接线夹接触面也是较常发热的部位。
造成导电回路过热的主要原因有：
（1）触指与触头间压力不足。隔离开关合闸时，因其触指上的压力弹簧长期处于受力状态而疲劳，加上中间触指内容易进水，使弹簧严重生锈甚至锈断，造成触指压力下降，接触电阻上升，从而引起过热。
（2）安装不正导致条形触指与柱形触头单边接触，接触面不足。
（3）由于操作频繁，分、合闸过程中，触指和触头间产生的电弧烧损接触面造成接触不良。
（4）经长期运行，触头触指和接线夹接触面氧化，加大了接触电阻导致发热。
（5）接线夹螺丝拧的不够紧或者接触面不平整。
（6）使用了劣质的导电膏，加大了接触电阻。曾发现有施工人员在安装隔离开关时涂抹了劣质的导电膏，经过数月运行，导电膏氧化、硬化，极大地加大了接触电阻，引起发热。
2.2传动困难的主要原因有：
（1）活动销轴锈蚀。户外隔离开关的机械传动元件，有些采用镀锌钢制销轴配黄铜轴套。受潮后黄铜轴套发生严重的脱锌腐蚀，氧化锌粉末将滑动配合的间隙堵严，增加了运动阻力或根本无法运动。
（2）滚珠轴承锈蚀。隔离开关的转动绝缘子基座，大多采用滚珠轴承，而滚珠轴承在无油状态下没有防锈能力。由于没有密封措施，往往轴承又涂油不足，渗进雨水或吸入潮气便会生锈，润滑脂也容易流失或固化，导致轴承被锈死卡滞而无法转动。
（3）机械传动元件加工粗糙。产品的机械传动部件加工粗糙、精度低、光洁度差、公差大，不能保证传动元件之间的精确配合，导致操作不灵活，机械特性不稳定，传动不可靠。
（4）材料选用不当。隔离开关的传动部件有不少采用水煤气管制成，强度或刚度不足，容易发生变形扭曲或破裂，造成分合闸行程变化，使得分合闸不到位。
（5）现场安装调整不够完善。传动系统没有达到最佳状态，甚至存在某些缺陷，如操作障碍及传动不灵活引起的病态运行。随着运行时间延长，情况随之恶化而成为故障。
2.3支柱绝缘子断裂故障的主要原因
（1）瓷绝缘子存在质量问题是造成断裂的直接原因。瓷绝缘子存在的缺陷主要有断裂面中心有黄芯、瓷质粗糙、胶装质量不良、绝缘子的直线度、同轴度和平行度偏差过大，造成绝缘子安装后长期受到一个额外弯距的作用；
（2）瓷绝缘子老化。由于瓷绝缘子长期受户外大气环境影响，而且还不同程度地承受力矩和高电压的作用，产生疲劳和老化，使其机械强度降低；
（3）产品结构设计和电站布置不合理。隔离开关的支柱绝缘子所需的机械强度与接线端机械负荷有直接关系，必须要有足够的安全系数。如果支柱绝缘子的抗弯强度选低了，就会成为导致绝缘子断裂的重要因素。如果传动部件设计不合理，操作过程中使操作绝缘子承受额外的弯矩，则可能发生断裂。布置不当也是导致绝缘子断裂的原因，如端子引线过长过重或者过短；
（4）安装调整不当。安装调整的质量会影响隔离开关的操作可靠性，也是影响绝缘子安全使用的重要因素。
3、隔离开关常见故障预防处理措施
（1）保证安装调整质量。安装调整后，要保证隔离开关操作灵活，避免绝缘子受到不应有的额外作用力。在操作和检修时，加强对绝缘子的巡视检查，看其表面是否有破损，法兰胶装处是否有开裂松动现象，以便及时发现断裂的隐患。
（2）提高检修质量。完善隔离开关常规状态检修，重点检查隔离开关的导电回路接触部位。解体清洗检查动静触头。更换烧损严重、机械磨损大、机械变形较大的动静触头。检查导电回路各部位有无过热现象。更换过热退火变形、弹性降低的触头。检查调整触头弹簧。更换锈蚀严重、失去弹性的触头弹簧。刀闸的动静触头不宜涂抹导电膏。检修完毕要测量刀闸的接触电阻，接触电阻要符合要求。
（3）销轴与轴套的改进。户外隔离开关传动系统中的销轴与轴套，不宜采用镀锌钢销轴配黄铜轴承，推荐采用不锈钢销轴配不锈钢轴套或不锈钢球形轴节以及不锈钢销轴或渗锌钢销轴配无油复合润滑轴套。
（4）滚珠轴承必须密封。滚珠轴承在失油状态下不能防锈，只有把滚珠轴承密封后，才能防止因渗进雨水和潮气而生锈，避免润滑脂流失和固化。滚珠轴承处必须注满润滑脂，润滑脂要选用滴点高、耐寒、耐热、机械稳定性良好的产品。
（5）安装后进行必要的封堵工作。导电管或其它管类部件，要将其可以渗水的孔隙封住或者设置排水孔，以免进水、积水，造成管内零部件锈蚀或冬天结冰妨碍动作。
（6）检修人员在进行清扫或检修时，尽量不要用支柱绝缘子作为安全带的挂点，可搭建手脚架、安装临时检修平台和安装安全带悬挂装置，避免支柱绝缘子过于受力。
（7）对于发现的缺陷要及早处理，避免故障情况恶化。
参考文献
［1］钟振蛟.户外隔离开关机械故障的起因及预防［J］.高压电器， 2006(6)；464-467.
［2］钟振蛟.户外高压隔离开关常见故障的原因分析及应对措施［J］.电气世界，2005(5)；4-9.
关键词：隔离开关；常见故障；预防处理
Abstract: This paper discusses defects in the operation of the system and faults of the GW4 type isolating switch is studied, the main causes of failure, and combining the practical experience and puts forward the prevention measures.
Keywords: isolating switch; common fault; prevention and treatment
中图分类号： U665.12 文献标识码：A 文章编号：
前言
高压隔离开关是电网的重要组成部分，也是关系电网安全稳定 运行的关键设备之一。它在电力系统中起着隔离电源的作用，利用它的断口的可视性并且可靠的绝缘能力，形成明显的断开点，确保运行的可靠以及检修作业人员的安全。同时还可与断路器配合，能方便改变系统的运行方式。GW4型隔离开关属于双柱式水平中央开启式隔离开关，在10kV、35kV、110kV等电压等级都有广泛应用。该型开关能否正常工作，对电力系统的安全稳定运行有着直接的影响。所以，采取针对性的措施对隔离开关的故障进行分析和处理，对避免电网及设备的故障和保障人身安全是非常必要的。本文通过对GW4型隔离开关在运行、检修过程中出现的异常现象加以分析，并提出了处理方法和改进对策，
以便最终达到减少隔离开关故障率的目的。
1、GW4型隔离开关常见故障
1.1导电回路过热
运行中常常发生导电回路异常发热现象，在触头、触指接触部分以及接线夹接触面部分出现的情况比较多。如果发热温度过高处理不及时就会损坏发热部位，甚至使整把隔离开关无法运行。
1.2传动困难
高压隔离开关由于锈蚀、卡滞后导致操作不灵活、操作力矩增大等，出现分不开、合不上或分合不到位等操作障碍，严重时操作部件折断或绝缘子受到附加应力而折断，严重威胁电网的运行安全，甚至造成重大停电事故。
1.3支柱绝缘子断裂故障
由于受到传动系统故障及环境因素等其他应力的影响，隔离开关支柱绝缘子在受到水平应力的作用下，绝缘子根部、内部很容易受损，一旦达到极限就造成断裂事故。高压隔离开关运行中或操作时发生的瓷绝缘子断裂故障，是危害性最大的一种故障，它往往会造成母线短路而引发母线停电、变电站或发电厂停电的重大事故，甚至会损坏相邻的电气设备或伤及操作人员。
2、常见故障成因分析
2.1导电回路过热的原因
GW4隔离开关的导电回路由带有条形触指和柱形触头的导电杆及两个接线座组成。接线座内的铜编织带都是用螺栓固定的，其接触不良及过热的概率則相对较小。主要的接触部位是由条形触指与柱形触头组成，也是导致导电回路接触不良的重点部位。接线夹接触面也是较常发热的部位。
造成导电回路过热的主要原因有：
（1）触指与触头间压力不足。隔离开关合闸时，因其触指上的压力弹簧长期处于受力状态而疲劳，加上中间触指内容易进水，使弹簧严重生锈甚至锈断，造成触指压力下降，接触电阻上升，从而引起过热。
（2）安装不正导致条形触指与柱形触头单边接触，接触面不足。
（3）由于操作频繁，分、合闸过程中，触指和触头间产生的电弧烧损接触面造成接触不良。
（4）经长期运行，触头触指和接线夹接触面氧化，加大了接触电阻导致发热。
（5）接线夹螺丝拧的不够紧或者接触面不平整。
（6）使用了劣质的导电膏，加大了接触电阻。曾发现有施工人员在安装隔离开关时涂抹了劣质的导电膏，经过数月运行，导电膏氧化、硬化，极大地加大了接触电阻，引起发热。
2.2传动困难的主要原因有：
（1）活动销轴锈蚀。户外隔离开关的机械传动元件，有些采用镀锌钢制销轴配黄铜轴套。受潮后黄铜轴套发生严重的脱锌腐蚀，氧化锌粉末将滑动配合的间隙堵严，增加了运动阻力或根本无法运动。
（2）滚珠轴承锈蚀。隔离开关的转动绝缘子基座，大多采用滚珠轴承，而滚珠轴承在无油状态下没有防锈能力。由于没有密封措施，往往轴承又涂油不足，渗进雨水或吸入潮气便会生锈，润滑脂也容易流失或固化，导致轴承被锈死卡滞而无法转动。
（3）机械传动元件加工粗糙。产品的机械传动部件加工粗糙、精度低、光洁度差、公差大，不能保证传动元件之间的精确配合，导致操作不灵活，机械特性不稳定，传动不可靠。
（4）材料选用不当。隔离开关的传动部件有不少采用水煤气管制成，强度或刚度不足，容易发生变形扭曲或破裂，造成分合闸行程变化，使得分合闸不到位。
（5）现场安装调整不够完善。传动系统没有达到最佳状态，甚至存在某些缺陷，如操作障碍及传动不灵活引起的病态运行。随着运行时间延长，情况随之恶化而成为故障。
2.3支柱绝缘子断裂故障的主要原因
（1）瓷绝缘子存在质量问题是造成断裂的直接原因。瓷绝缘子存在的缺陷主要有断裂面中心有黄芯、瓷质粗糙、胶装质量不良、绝缘子的直线度、同轴度和平行度偏差过大，造成绝缘子安装后长期受到一个额外弯距的作用；
（2）瓷绝缘子老化。由于瓷绝缘子长期受户外大气环境影响，而且还不同程度地承受力矩和高电压的作用，产生疲劳和老化，使其机械强度降低；
（3）产品结构设计和电站布置不合理。隔离开关的支柱绝缘子所需的机械强度与接线端机械负荷有直接关系，必须要有足够的安全系数。如果支柱绝缘子的抗弯强度选低了，就会成为导致绝缘子断裂的重要因素。如果传动部件设计不合理，操作过程中使操作绝缘子承受额外的弯矩，则可能发生断裂。布置不当也是导致绝缘子断裂的原因，如端子引线过长过重或者过短；
（4）安装调整不当。安装调整的质量会影响隔离开关的操作可靠性，也是影响绝缘子安全使用的重要因素。
3、隔离开关常见故障预防处理措施
（1）保证安装调整质量。安装调整后，要保证隔离开关操作灵活，避免绝缘子受到不应有的额外作用力。在操作和检修时，加强对绝缘子的巡视检查，看其表面是否有破损，法兰胶装处是否有开裂松动现象，以便及时发现断裂的隐患。
（2）提高检修质量。完善隔离开关常规状态检修，重点检查隔离开关的导电回路接触部位。解体清洗检查动静触头。更换烧损严重、机械磨损大、机械变形较大的动静触头。检查导电回路各部位有无过热现象。更换过热退火变形、弹性降低的触头。检查调整触头弹簧。更换锈蚀严重、失去弹性的触头弹簧。刀闸的动静触头不宜涂抹导电膏。检修完毕要测量刀闸的接触电阻，接触电阻要符合要求。
（3）销轴与轴套的改进。户外隔离开关传动系统中的销轴与轴套，不宜采用镀锌钢销轴配黄铜轴承，推荐采用不锈钢销轴配不锈钢轴套或不锈钢球形轴节以及不锈钢销轴或渗锌钢销轴配无油复合润滑轴套。
（4）滚珠轴承必须密封。滚珠轴承在失油状态下不能防锈，只有把滚珠轴承密封后，才能防止因渗进雨水和潮气而生锈，避免润滑脂流失和固化。滚珠轴承处必须注满润滑脂，润滑脂要选用滴点高、耐寒、耐热、机械稳定性良好的产品。
（5）安装后进行必要的封堵工作。导电管或其它管类部件，要将其可以渗水的孔隙封住或者设置排水孔，以免进水、积水，造成管内零部件锈蚀或冬天结冰妨碍动作。
（6）检修人员在进行清扫或检修时，尽量不要用支柱绝缘子作为安全带的挂点，可搭建手脚架、安装临时检修平台和安装安全带悬挂装置，避免支柱绝缘子过于受力。
（7）对于发现的缺陷要及早处理，避免故障情况恶化。
参考文献
［1］钟振蛟.户外隔离开关机械故障的起因及预防［J］.高压电器， 2006(6)；464-467.
［2］钟振蛟.户外高压隔离开关常见故障的原因分析及应对措施［J］.电气世界，2005(5)；4-9.