山东电网高压隔离开关运行分析

作者：刘朝阳/李树静/逯怀东

　　摘要：对山东电网110kV及以上的高压隔离开关进行了统计，分析了其运行中常见的故障，并提出了加强高压隔离开关运行管理、维护及改造的几点措施。
　　
　　关键词：隔离开关；故障；管理；维护
　　
　　隔离开关主要用于倒闸操作、隔离电源以及分合小负荷的设备，是输变电系统中的一个重要元件，直接影响着系统供电的可靠性和安全性。近年来，随着我省SF6断路器、真空断路器等新型设备在电网中的大量使用，大大提高了变电站运行的可靠性。与此同时，隔离开关设备的缺陷问题却越来越突出，在很大程度上限制了系统可靠性和安全性的提高。
　　
　　1　山东电网高压隔离开关设备装用概况
　　山东电网目前共运行有110kV高压隔离开关4570组，其中：GW4型占110kV隔离开关总量的
　　近60%，GW5占29%，其余依次为GW6占5.8%，GW16占4.9%和少量的GW12型隔离开关；
　　220kV隔离开关2391组，安装用量依次为：GW4占31%，GW6占22.7%，GW7占15.8%，GW16占14.6%，GW5占12.9%，GW17占1.9%，此外还有少量GW12、GW20、GW21等型号的隔离开关；在已投运的7座500kV变电站仅有500kV隔离开关100组，主要是GW17、TFB、GW9、GW12和少量几组GW16及GW6型的隔离开关；各电压等级隔离开关的分类统计数据见表1。
　　




　　通过以上统计可以看出，我省高压隔离开关除500kV有17组进口设备外，其余全部为国产产品，并且型号较多，国内几大开关厂在各个时期的主要产品在我省内几乎都有运行。沈阳、西安、平顶山三大开关厂的产品在目前运行的高压隔离开关设备中占了绝大多数，且老旧型号的隔离开关所占比例较高。
　　
　　2　高压隔离开关运行中的主要问题及分析
　　由于高压隔离开关基本在户外运行，其导电和主要的传动、支撑部件全部暴露在大气中，运行环境相对恶劣，锈蚀、卡涩、断裂等现象相当普遍，运行和检修中暴露出的主要问题有以下几个方面：
　　2.1　触头过热
　　此类故障最为普遍，隔离开关在承载正常负荷电流时的温升超出标准规定值。由于此类故障一般不会立即引发事故，并且受监测手段的限制，不易在早期被发现，容易受到忽视，使得该故障隐患大量潜伏于运行的隔离开关中。随着近年来我省红外测温工作的普及，在现场发现了大批触头温升超标的隔离开关。
　　引起触头过热的主要原因是触头结构设计不合理和维修超周期。对于GW4、GW7型隔离开关，主要问题在于动、静触头的镀银层质量不过关，极易磨损露铜，触头内部的滚珠弹簧选材不当，很快锈蚀，失去压力。GW5型隔离开关的触指弹簧的设计存在缺陷，合闸时触指弹簧存在分流发热现象，导致弹性逐渐丧失。GW16型隔离开关静触头铜管与两端铜帽接触面较小，铜帽与铝线夹接触处无铜铝过渡，氧化严重，影响导电性能，引起该处发热；动、静触头之间电接触方式设计不够合理，接触面较小，当负荷电流增大时，易引起触头过热。
　　隔离开关年久失修，引起触头积尘严重、触指压（拉）力弹簧老化、部分触指断裂等影响触头电接触性能的故障，使得触头部分的接触电阻成倍的增大，接触面发热严重，进而又加快了触头材料的老化速度，形成恶性循环。
　　
　　2.2　传动机构的转动部件卡涩
　　转动部件卡涩在隔离开关操作中也较为频繁，其主要表现为分、合闸操作传动力矩增大；分、合闸不到位；拒分、拒合，甚至将出现电动操作机构上部的垂直联杆被拉弯扭断等现象。此类故障直接影响了设备和系统的安全运行，有时直接威胁到操作人员的人身安全。
　　转动部件卡涩在我省所使用的各个型号的隔离开关中均有发生，导致此类障碍的原因主要是转动部件的设计存在缺陷和部件的制造质量存在问题。许多转动部位的设计都不甚合理，内部的润滑剂容易流失，却不易补加润滑，由于隔离开关的轴承及其它转动件主要依靠润滑剂来防止锈蚀和保持灵活性，一旦失去润滑剂的保护，在加上转动件密封性能不好，灰尘、雨水进入内部，便很快出现锈蚀和磨损变形，形成操作中的卡涩。以GW5型隔离开关为例，其传动箱内传动轴与轴承座间有一单列向心球轴承，其上部有防尘罩，下部暴露在空气中，润滑油很容易流失，轴承长期在无油状态下就发生锈蚀；主传动拉杆接头与联臂上的轴没有防水、防尘措施，经常发生轴与拉杆接头锈死，操作时发生主传动杆弯曲或折断；轴承座底部装有防尘罩，但该防尘罩却很容易接水生锈，使轴承润滑剂流失。
　　另外，象GW6型隔离开关中存在的相间连杆过长，操作中产生振颤变形；本体与机构之间万向节连接设计过于复杂，元件质量和加工精度达不到要求等问题，也都会引起操作中的卡涩。