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摘要：随着社会经济的不断发展，电网产业进入了快速发展的重要阶段，网络规模不断扩大，运行电压等级不断上升。这样的变化在推动电力产业发展的同时也给电力网络的稳定运行提出了更高的要求。高压隔离开关作为电网稳定运行的重要保障，在运行过程一旦发生故障会给电网运行带很大的影响。本文主要研究的是高压隔离开关机械故障分析及改进技术。
关键词：高压隔离开关;机械故障;诊断技术
随着社会经济的发展，对电网运行的稳定性要求却要却高。而对于长期处于户外工作状态的电网来说，各类电网设备发生机械故障是十分常见的，其中支柱瓷绝缘子断裂、操作失灵、锈蚀是高压隔离开关最常见的三重故障。
1、高压隔离开关简介
隔离开关是一种主要用于“隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路”，无灭弧功能的开关器件。隔离开关在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志;在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。一般用作高压隔离开关，即额定电压在1kV以上的隔离开关，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。
2、高壓隔离开关机械故障分析
2.1 支柱瓷绝缘子断裂
支柱瓷绝缘子断裂是对电网运行影响最大的一种机械故障，发生这一故障的原因主要有以下几种：首先，在进行隔离开关设计时支柱瓷绝缘子的选型就不合适，相应的设备采购质量也不达标，导致发生支柱瓷绝缘子故障;其次，在长时间、高强度的工作下，支柱瓷绝缘子发生了老化，在检查中没有被发现;其三，高压隔离开关的结构设计不合理，并且在安装过程中调试不到位;其四，高压隔离开关的分合闸存在操作不当的问题;其五，受地震等自然灾害振动影响导致绝缘子齐根折断;其六，相邻或相连电气设备发生故障影响到高压隔离开关。
2.2 操作失灵
操作失灵主要可以分为高压隔离开关拒分拒合、操作失灵或分合闸不到位、相关机械部件变形损坏几种情况。一旦发生以上情况，容易导致开关动静接触不良，电阻随之增大，导电回路过热，有可能引发电网故障或者火灾。发生这一故障的原因主要有以下几个方面：首先，在进行设计时，高压隔离开关相关的传动部件设计不合理;其次，长时间在户外环境中工作，隔离开关的传动部件和机构受环境影响，锈蚀卡涩;其三，在二次回路中，和电动操作机构相关的电气元件本身存在质量问题，导致回路不受控制，发生故障;其四，在安装调试过程中存在调试不当或者操作不当，导致隔离开关存在先天性缺陷，影响正常操作。
2.3 锈蚀
对长期处于户外环境中的高压隔离开关来说，锈蚀是最常见的一种机械故障，锈蚀不仅会影响到开关的正常工作，更会对整个电网的工作造成一定的影响。发生这一故障的原因主要有以下几个方面：首先，高压隔离开关的自身原因，处于户外环境中，高压隔离开关的密封性有着十分重要的作用，但就目前的实际情况来看，大部分高压隔离开关存在着开关结构设计不当、传动机构箱密封不好、导电管机械部件密封不好、材料抗腐蚀性差、内部积水、加工工艺不良等问题，导致高压隔离器缺乏对外界环境的抵抗性，造成锈蚀;其次，长期处于缺乏检修的状态，户外的高压隔离开关检修起来比较麻烦，因此很多电力企业在检修的过程中很少会对高压隔离开关进行全面检修，导致高压隔离开关内部相关机械部件生锈;其三，外部环境所致，户外环境很难控制，高压隔离开关很容易受潮、污染或者氧化，使二氧化硫、沙尘和烟雾等固体性污染颗粒附着在隔离开关表面，由此加速了高压隔离开关的电化学腐蚀进度。
3、高压隔离开关机械故障诊断技术分析
对于以上比较常见的三种高压隔离开关机械故障类型，通常电力企业都会有一套鼻尖系统和完整的解决技术和方法。一般来说支柱瓷绝缘子断裂主要采用超声波探伤技术、振动声学法检测、红外热像检测、;应力应变检测等方法;操作失灵只要采用操作力矩检测、驱动电机电流检测等方法;锈蚀主要采用综合诊断等方法。各种方法各有利弊，在高压隔离开关机械故障诊断检修中发挥着十分重要的作用。
3.1 超声波检测技术
超声波检测技术主要有爬波检测法、小角度纵波检测法两种，具体做法是将超声波发送到支持瓷绝缘子处，通过绝缘子内部反射回来的超声波信号来判断绝缘子中存在的裂纹缺陷。这种方法属于局部损伤检测法，测试过程灵敏度极高，能够快速准确的定位裂纹缺陷的位置，并且给出准确的缺陷情况。但这种方法检测范围较小，只能控制在绝缘子法兰根部3cm 左右的区域，需要强大的电力支持，并且需要工作人员进行高空作业，成本高、工作量大、危险系数高，比较适用于小范围的检测。
3.2 振动法检测
振动检测法是一种新兴的支柱瓷绝缘子缺陷检测法，这种方法和超声波检测法的原理是一样的，主要通过绝缘子对振动声波谱振动频率的频谱来判断绝缘子内部的机械强度，从而发现缺陷裂纹所在。这种方法相对于超声波检测法来说操作更方便，检测范围更大，效率更高，结果更直观。但是在检测的过程中因为范围较大有可能出现遗漏的情况，目前主要作为超声波检测方法的有效技术补充在使用。
3.3 红外热像检测
红外热像检测是比较传统的绝缘子检测法，主要通过对隔离开关绝缘子局部发热现象进行检测，以此确定其具体缺陷区域。这种方法能够在初步检查中对绝缘子内部进行大规模的快速排查，并且这种检测方法不需要接触到绝缘子本身，能够减少检测工作本身给绝缘子带来的二次伤害。但这种方法智能实现初步检测，不能给出更加详细的缺陷信息，需要通过其他检测方法对出现问题的区域缩小范围进行进一步排查。
3.4 应力应变检测
应力应变检测是直接通过高压隔离开关分合闸操作中的支柱绝缘子应力大小变化情况来哦按段绝缘子受力是否异常的。这种方法相对来说更加直观，还可以对高压隔离开关操作力矩大小进行测量。但这种方法只能在电网停电的状态下进行，并且容易受到环境和外界信号的感染，影响其结果的准确性。
3.5 操作力矩检测
操作力矩检测主要根据开关操作过程中操动机构输出轴形成的扭转应变大小与扭转机构输出力矩大小之间的正相关关系来判断高压隔离开关的操作是否正常的。这种方法操作简单，理论依据成熟，但是灵活性较低，容易受到周边环境影响，在周期较短的检测中能够发挥一定的作用，不适合长期使用和在线检测。
3.6 驱动电机电流检测
驱动电机电流检测主要通过计算机技术和系统对高压隔离开关的各部分数据进行信号收集和检测，通过数据的变化来确定高压隔离开关是否存在异常。采用这种方式能够对高压隔离开关实现数字化监控和实时监控，并且通过计算机技术实现对高压隔离开关故障的远程修复，大大节约了人力物力、提高了高压隔离开关的维修及时性。
结束语
综上所述，长期处于户外环境中进行高强度工作的高压隔离开关很容易发生机械故障，支持瓷绝缘体断裂、操作不灵、锈蚀是比较常见的三种故障，通过常规检测技术和现代化科技手段的结合能够有效的实现对隔离开关的实时监控和远程维修，提高隔离开关机械故障诊断水平，降低故障发生率。
参考文献
[1] 杨志钧. 高压隔离开关机械故障分析及改进技术[J].价值工程，2016.
[2] 林晓辉. 高压隔离开关机械故障分析及改进技术[J].科技创新导报，2017.
关键词：高压隔离开关;机械故障;诊断技术
随着社会经济的发展，对电网运行的稳定性要求却要却高。而对于长期处于户外工作状态的电网来说，各类电网设备发生机械故障是十分常见的，其中支柱瓷绝缘子断裂、操作失灵、锈蚀是高压隔离开关最常见的三重故障。
1、高压隔离开关简介
隔离开关是一种主要用于“隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路”，无灭弧功能的开关器件。隔离开关在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志;在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。一般用作高压隔离开关，即额定电压在1kV以上的隔离开关，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。
2、高壓隔离开关机械故障分析
2.1 支柱瓷绝缘子断裂
支柱瓷绝缘子断裂是对电网运行影响最大的一种机械故障，发生这一故障的原因主要有以下几种：首先，在进行隔离开关设计时支柱瓷绝缘子的选型就不合适，相应的设备采购质量也不达标，导致发生支柱瓷绝缘子故障;其次，在长时间、高强度的工作下，支柱瓷绝缘子发生了老化，在检查中没有被发现;其三，高压隔离开关的结构设计不合理，并且在安装过程中调试不到位;其四，高压隔离开关的分合闸存在操作不当的问题;其五，受地震等自然灾害振动影响导致绝缘子齐根折断;其六，相邻或相连电气设备发生故障影响到高压隔离开关。
2.2 操作失灵
操作失灵主要可以分为高压隔离开关拒分拒合、操作失灵或分合闸不到位、相关机械部件变形损坏几种情况。一旦发生以上情况，容易导致开关动静接触不良，电阻随之增大，导电回路过热，有可能引发电网故障或者火灾。发生这一故障的原因主要有以下几个方面：首先，在进行设计时，高压隔离开关相关的传动部件设计不合理;其次，长时间在户外环境中工作，隔离开关的传动部件和机构受环境影响，锈蚀卡涩;其三，在二次回路中，和电动操作机构相关的电气元件本身存在质量问题，导致回路不受控制，发生故障;其四，在安装调试过程中存在调试不当或者操作不当，导致隔离开关存在先天性缺陷，影响正常操作。
2.3 锈蚀
对长期处于户外环境中的高压隔离开关来说，锈蚀是最常见的一种机械故障，锈蚀不仅会影响到开关的正常工作，更会对整个电网的工作造成一定的影响。发生这一故障的原因主要有以下几个方面：首先，高压隔离开关的自身原因，处于户外环境中，高压隔离开关的密封性有着十分重要的作用，但就目前的实际情况来看，大部分高压隔离开关存在着开关结构设计不当、传动机构箱密封不好、导电管机械部件密封不好、材料抗腐蚀性差、内部积水、加工工艺不良等问题，导致高压隔离器缺乏对外界环境的抵抗性，造成锈蚀;其次，长期处于缺乏检修的状态，户外的高压隔离开关检修起来比较麻烦，因此很多电力企业在检修的过程中很少会对高压隔离开关进行全面检修，导致高压隔离开关内部相关机械部件生锈;其三，外部环境所致，户外环境很难控制，高压隔离开关很容易受潮、污染或者氧化，使二氧化硫、沙尘和烟雾等固体性污染颗粒附着在隔离开关表面，由此加速了高压隔离开关的电化学腐蚀进度。
3、高压隔离开关机械故障诊断技术分析
对于以上比较常见的三种高压隔离开关机械故障类型，通常电力企业都会有一套鼻尖系统和完整的解决技术和方法。一般来说支柱瓷绝缘子断裂主要采用超声波探伤技术、振动声学法检测、红外热像检测、;应力应变检测等方法;操作失灵只要采用操作力矩检测、驱动电机电流检测等方法;锈蚀主要采用综合诊断等方法。各种方法各有利弊，在高压隔离开关机械故障诊断检修中发挥着十分重要的作用。
3.1 超声波检测技术
超声波检测技术主要有爬波检测法、小角度纵波检测法两种，具体做法是将超声波发送到支持瓷绝缘子处，通过绝缘子内部反射回来的超声波信号来判断绝缘子中存在的裂纹缺陷。这种方法属于局部损伤检测法，测试过程灵敏度极高，能够快速准确的定位裂纹缺陷的位置，并且给出准确的缺陷情况。但这种方法检测范围较小，只能控制在绝缘子法兰根部3cm 左右的区域，需要强大的电力支持，并且需要工作人员进行高空作业，成本高、工作量大、危险系数高，比较适用于小范围的检测。
3.2 振动法检测
振动检测法是一种新兴的支柱瓷绝缘子缺陷检测法，这种方法和超声波检测法的原理是一样的，主要通过绝缘子对振动声波谱振动频率的频谱来判断绝缘子内部的机械强度，从而发现缺陷裂纹所在。这种方法相对于超声波检测法来说操作更方便，检测范围更大，效率更高，结果更直观。但是在检测的过程中因为范围较大有可能出现遗漏的情况，目前主要作为超声波检测方法的有效技术补充在使用。
3.3 红外热像检测
红外热像检测是比较传统的绝缘子检测法，主要通过对隔离开关绝缘子局部发热现象进行检测，以此确定其具体缺陷区域。这种方法能够在初步检查中对绝缘子内部进行大规模的快速排查，并且这种检测方法不需要接触到绝缘子本身，能够减少检测工作本身给绝缘子带来的二次伤害。但这种方法智能实现初步检测，不能给出更加详细的缺陷信息，需要通过其他检测方法对出现问题的区域缩小范围进行进一步排查。
3.4 应力应变检测
应力应变检测是直接通过高压隔离开关分合闸操作中的支柱绝缘子应力大小变化情况来哦按段绝缘子受力是否异常的。这种方法相对来说更加直观，还可以对高压隔离开关操作力矩大小进行测量。但这种方法只能在电网停电的状态下进行，并且容易受到环境和外界信号的感染，影响其结果的准确性。
3.5 操作力矩检测
操作力矩检测主要根据开关操作过程中操动机构输出轴形成的扭转应变大小与扭转机构输出力矩大小之间的正相关关系来判断高压隔离开关的操作是否正常的。这种方法操作简单，理论依据成熟，但是灵活性较低，容易受到周边环境影响，在周期较短的检测中能够发挥一定的作用，不适合长期使用和在线检测。
3.6 驱动电机电流检测
驱动电机电流检测主要通过计算机技术和系统对高压隔离开关的各部分数据进行信号收集和检测，通过数据的变化来确定高压隔离开关是否存在异常。采用这种方式能够对高压隔离开关实现数字化监控和实时监控，并且通过计算机技术实现对高压隔离开关故障的远程修复，大大节约了人力物力、提高了高压隔离开关的维修及时性。
结束语
综上所述，长期处于户外环境中进行高强度工作的高压隔离开关很容易发生机械故障，支持瓷绝缘体断裂、操作不灵、锈蚀是比较常见的三种故障，通过常规检测技术和现代化科技手段的结合能够有效的实现对隔离开关的实时监控和远程维修，提高隔离开关机械故障诊断水平，降低故障发生率。
参考文献
[1] 杨志钧. 高压隔离开关机械故障分析及改进技术[J].价值工程，2016.
[2] 林晓辉. 高压隔离开关机械故障分析及改进技术[J].科技创新导报，2017.