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变电站隔离开关异常分析及处理方法研究张彦宏

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：屈群收张彦宏

[导读] 摘要：变电站作为电力系统重要组成部分，对电力稳定运行发挥了很大作用。

        （国网新疆电力有限公司和田供电公司新疆和田 848000）
        摘要：变电站作为电力系统重要组成部分，对电力稳定运行发挥了很大作用。本文主要针对变电站隔离开关进行研究与分析，解析隔离开关及电动操作原理，在此基础上分析隔离开关常见异常，针对常见异常提出隔离开关异常处理方法，希望能够为隔离开关异常处理提供指导，保证变电站的正常运行。
        关键词：变电站；隔离开关；异常分析；处理方法
        引言
        隔离开关即闸刀的主要作用是在设备检修时，用来隔离有电和无电部分，造成明显的断开点，使检修的设备与电力系统隔离，以保证工作人员和设备的安全。在变电运维中，隔离开关是转变运行方式的主要工具，直接影响着系统供电的可靠性和安全性。正常运行过程中，隔离开关很少发生异常状况，但在倒闸操作过程中经常出现设备异常、操作异常情况。因此，运维人员必须掌握基本的隔离开关常见异常处理方法，提高倒闸操作效率。
        1隔离开关电动操作原理分析
        隔离开关控制回路如图1所示，以220kV间隔一次接线（图2）为例进行分析。电动操作及接通原理如下。

图1隔离开关基本构造图

                                图2隔离开关控制回路
        （1）1G回路接通
        2G刀闸处于分位且1GD、3GD1接地刀闸处于分位，隔离开关处于分闸位置。或者1GD、3GD1接地刀闸处于分位且2G刀闸处于合位，对该接线进行防误逻辑判别，基于此切换开关（就地/远方）实现不同线路接通。当切换开关切换到“就地”位置时，1QK5-6和1QK1-2两条线路可被接通；当切换开关切换到“远方”时，1QK7-8和1QK3-4两条线路被接通，在就地分合点/遥控分合点接通之后，分合闸接触街会被接通，1G回路中的刀闸进行分合闸操作，YK1-2接点远方以解除电气闭锁。
        （2）操作合闸回路
        交流电源A相作用下，防误闭锁触点进行点操作，由1QK3-4（远近控选择开关）进行电动操作，选择“远方”，下一部分有KM1/KM2作为合闸/分闸控制器，在合闸接触器KM1中，只要该线圈出现带电动作，带电触点就会闭合通过线圈自保守实现合闸。隔离开关合到位后合闸行程开关SL1断开，切断合闸回路，合闸停止。分闸回路与此相似。
        2变电站隔离开关常见故障以及原因
        2.1隔离开关触头发热故障
        近年来随着居民用电量不断攀升，电力负荷越来越大，隔离开关长期处于高负荷的工作状况下，开关设备很容易发热，如果设备温度一直居高不下，那么可能导致开关设备电子元件融化。隔离开关发热故障主要跟电网运行环境有关，设备运行负荷、设备运行年限还有操作等都有可能导致设备出现发热现象。造成这种现象的主要原因有动静触头接触面调节过小或者负荷过大、接触面氧化导致电阻增加、接触不好以及拉合过程中电弧烧坏接触头，都有可能导致触头压力下降，接地电阻上升，引起设备过热。
        2.2施工安装影响
        高压隔离开关一般在工地进行安装调试，安装的工艺水平和调试标准会对隔离开关的运行存在严重的影响。由于折臂式隔离开关需要的操作力距比较大，如果操作机构输出轴、垂直操作管、旋转瓷瓶及导电部分转轴不在同一轴心线上，那么，转动时会产生附加阻力，所需的操作力就会加大，更重要的是加重了连杆及基础的负担，变形会更加严重，更容易使隔离开关分合闸不到位。
        2.3润滑脂劣化
        某隔离开关制造厂原采用黄油为传动部件润滑，此油脂性能不佳，再加上密封不严，与外部尘土及锈屑混合后形成油泥，使顶杆与动触头座之间产生较大阻力，顶杆运动阻力增大使复位弹簧逐步失去作用，钳夹式动触头不能有效张开，最终导致无法正常分闸。
        2.4触指定位端子和触指座接触不良造成的故障
        隔离开关触指尾部有一个定位端子，触指和触指座之间用弹簧固定。为了防止触头窜动，造成接触不良，一般在触指座上开一个圆形槽，触指定位端子就放在槽中。若隔离开关分闸时，触指座和触指之间会有面的接触若隔离开关出现闭合时，触头进人到融指中，触指被顶起，尾部与触指座相连接。但是电力运行过程中，由于电力负荷过大，隔离开关温度过高，开关的触指尾定位端子和触指座接触不良产生大量的热量，导致触指烧毁。南京电磁厂的生产的系列隔离开关合闸时，触指弹簧长期处于拉伸状况，导致弹簧的变形，中间的触指含有大量的水分，导致弹簧生锈，造成触指接触压力下降，接触电阻上升，在检修过程中发现了触指弹簧都已经生锈变形了。
        3变电站隔离开关异常处理措施
        3.1隔离开关触头温度过高处理措施
        当发现变电站隔离开关的触头温度过高的时候，首先应该进行预处理，利用绝缘杆上推触头以改善触头接触情况，避免隔离开关触头脱滑导致事故升级。如果隔离开关触头温度过高直接出现烧红的情况下，应该直接向调度中心进行汇报，先调整负荷，保证负荷在额定值以下在进一步处理。运维工作人员对现场情况进行勘察，并根据勘察结果进行消缺。然后经验收，验收合格后联系调度中心回复供电。同时在回复供电之后需要继续对变电站运行情况继续监测，经过监测未发现遗留告警信号之后说明隔离开关恢复正常。
        3.2隔离开关拒分合故障处理方法
        隔离开关拒分合故障主要还是部分构件的损坏和设备运行不畅造成的，因此在日常工作中，应该及时对隔离开关的构件进行维修，降低故障发生的概率。其次做好动静触头的清洁工作，比如传动部件的润滑工作，保证传动部件运行顺利，不会因为摩擦力过大，影响部件的寿命。如果故障无法处理或者电动操作机出现问题时，要立即改成手动操作。
        3.3瓷件受损故障处理措施
        在日常检修维护中，如果发现隔离开关瓷件出现损坏的情况，必须及时通知调度人员进行停电检查。在检查中结合超声波探伤技术进行，监测瓷件存在的具体问题，针对具体问题进行分析。同时对新入网的设备必须提前进行探伤检查，保证入网设备质量，同时对于老旧设备也需要进行定期探伤，以排除潜在隐患问题。
        3.4触指定位端子和触指座接触不良造成的故障处理
        方法隔离开关在运行过程中，要留意接触头的发热程度，一旦发现接触头过热，要立即采取相应的降温措施。接触头的温度一般不能超过度，一旦超过这个界限，就要采取措施了。隔离开关接触头温度的判定有以下几种方法第一是根据开关接触点部分变色漆第二是示温片颜色变化第三是刀片本身的颜色。一旦温度过高，要转移负荷。操作过程中，如果触指的刀口合的不严实，那么可能导致电阻接触增大，引起接触面发热。针对这个问题，可以将隔离装置的开关触头表面打磨光滑，并去掉氧化层，在接触点表面、刀片上涂抹导电膏，能降低接触电阻，防止氧化。此外还要做好弹簧的防水和除锈工作，保持设备在一个通风干燥的环境中，减少氧气的密度，从而降低生锈的概率。
        结语
        隔离开关是电力系统重要的电气设备，能进行倒闸操作，具有隔离电压和分合小电流的能力。由于变电站的电动闸刀多为户外式，经常出现设备异常、操作异常情况。此外，目前缺乏变电站对隔离开关本身及电动操作过程中的技术监测手段，无法对闸刀异常作出及时判断。本文结合检修后验收及日常巡视工作，对隔离开关的常见异常状况进行了诊断剖析，并提出了相应的处理方法，为隔离开关的现场应用、日常维护以及异常维护提供了借鉴。
        参考文献：
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        [3]徐羚，周宁.500kV新余变电站隔离开关操作异常分析及反事故措施[J].电力与能源，2014，35（04）：478-480.