高压隔离开关是电力系统中用量*多的一种输电设备,它的结构虽然比断路器简单,但它的运行情况却对电网的安全性有着重要的影响。户外隔离开关的运行条件比较恶劣,常年累月承受着各种气候条件的影响,极易产生机械或电气方面的故障。隔离开关只是在倒换线路和检修设备时才进行操作,往往在一种状态(合闸或分闸)下长期工作,很难及时维修。特别是单母线接线系统或母线隔离开关,一旦投入运行后就很难退下来,有的甚至是连年“站岗”。随着设备的老化和负荷的增加,隔离开关年久失修和存在缺陷而引起的停电事故时有发生,严重威胁着电力系统的安全运行,因此,高压隔离开关的运行水平与电力系统可靠性问题,越来越引起电力运行等有关部门的关注。

1、高压隔离开关的技术要求

1.1隔离开关的基本组成部分

尽管隔离开关种类繁多,但结构相对于变压器、断路器等电器设备来说,结构相对简单,都是由导电元件、支撑元件、传动元件、基座及操动机构五个基本部分组成。

1.2隔离开关的主要用途

隔离开关又叫隔离刀闸,在现场实际工作中,通常称之为刀闸。它的主要用途有以下几种:

(1)用来合、分无负荷的电路及电气设备,其功能主要包括实现输送电力和安全隔离的作用,即在合闸状态能可靠地通过正常工作电流和规定短时间内的异常(故障)电流,而在分闸状态时触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开点,使负荷侧电力设备与电源安全隔离,保证高压设备检修工作的安全。

(2)改变运行接线方式,隔离开关与断路器配合,按系统运行方式的需要进行倒闸操作。

倒闸操作时,隔离开关应遵守先合后断或等电位操作的原则,即:①线路送电时,应先合隔离开关,后合断路器;②线路停电时,应先断开断路器,后拉开隔离开关;③倒换母线时,在隔离开关两端等电位的条件下,拉合、隔离开关。

由于隔离开关没有灭弧装置,当用隔离开关拉、合大负荷电流或短路电流的电路时,在隔离开关的三相触头间或相对地之间会形成强大的弧光短路,危及设备及人身安全,造成重大事故。因此,隔离开关与断路器配合操作,必须遵守上述原则。只有在电路已被断路器切断的情况下,才能合上或断开隔离刀闸。

(3)用以接通或断开小电流电路,如分、合电压互感器和避雷器;分、合母线和直接与母线相连设备的电容电流、励磁电流不超过2 A的空载变压器、电容电流不超过5 A的空载线路等,因为这些情况下电流很小,触头上不会产生很大的电弧。

1.3隔离开关的允许操作范围

隔离开关的允许操作范围:①拉、合无故障的电压互感器和避雷器;②拉、合无故障的母线和直接连接在母线上设备的电容电流;③在系统无接地故障的情况下,拉、合变压器中性点的接地刀闸;④断路器在合闸位置,接通或断开断路器的旁路电流;⑤拉开或合上10 km以内的35 kV空载线路和10 km以内空载电缆线路;⑥拉开或合上35 kV1 000 kVA及以下、10 kV320 kVA空载变压器;⑦拉开或合上10 kV及以下,70 A以下的环路均衡电流。

1.4操作隔离开关时应注意的有关事项

(1)操作隔离开关前应检查断路器在断开位置。

(2)在手动合隔离开关时,先拔出联锁销子,开始要缓慢,当刀片接近刀嘴时,要迅速果断,在隔离开关合到底时,不能用力过猛,以防合过头及损坏支持瓷瓶。

(3)手动拉开隔离开关时,开始应缓慢小心,第一步将隔离开关动触头从固定触头中拉出,使之有一小间隙,第二步若小间隙无异常弧光,则迅速将动触头全部拉开。拉闸终了时要缓慢,以防支持瓷瓶和操作机构的损坏,操作完毕锁好销子。

(4)隔离开关操作完毕,必须检查其开、合位置正常。

2、隔离开关的常见故障及其处理方法

隔离开关在一次设备中虽然处于次要地位,但它却是运行操作的主要设备,一次设备的停送电依靠断路器断开,隔离开关隔离,整个一次操作绝大部分是隔离开关(含接地刀闸)的操作。作为运行单位必须快速、正确的执行操作,并对操作中出现的隔离开关故障能够及时处理。日常运行中加强巡视,及时发现可能出现的缺陷及隐患,搞好维护工作,将隔离开关的故障尽可能降到*低。

为了对隔离开关有更深刻的了解和应用,确保设备安全、可靠运行,通过笔者多年的运行管理工作经验,在此谈谈隔离刀闸在实际运行中的常见故障及其处理方法。

2.1隔离开关发热故障

隔离开关在运行中过热的主要原因是:①在刀片和刀嘴接触的地方,电流通路的截面大大缩小,因而出现很大的斥力,减少了弹簧的压力,使压紧弹簧或螺丝松弛,刀口合得不严,造成表面氧化,接触电阻增大,使触头发热;②隔离开关在拉、合过程中,会引起电弧,烧伤触头,或者由于用力不当而使接触位置不正,引起触头压力降低,隔离开关接触不良而导致发热;③隔离开关过负荷,亦会造成发热。

判断隔离开关触头是否过热,根据隔离开关接触部分变色漆或试温片颜色的变化来判断,也可根据刀片的颜色发暗程度来确定。现在一般根据红外线测温结果来确定。
发现隔离开关触头、接点过热时,首先汇报调度,设法减少或转移负荷,加强监视,然后根据不同接线进行处理:

(1)双母线接线。如果一母线侧刀闸过热,通过倒母线,将过热的隔离开关退出运行,停电检修,检修时应检查触头部位及导线的引流线夹是否接触不良。针对隔离刀闸的结构原理,检查两端顶冒接点是否过热,检查由弹簧压接的触点或刀口过热,检查支柱瓷瓶劣化使支柱瓷瓶整体温度升高。

(2)单母线接线。必须降低其负荷,加强监视,并采取措

施降温,如条件允许,尽可能停止使用。

(3)带有旁路断路器的可用旁路断路器倒换。

(4)如果是线路侧隔离开关过热,其处理方法与单母线处

理方法基本相同,应尽快安排停电检修。维持运行期间,应减小负荷并加强监视。

(5)一个半断路器接线的可开环运行。

(6)对母线侧隔离开关过热触头、接点,在拉开隔离开关后,经现场检查,满足带电作业安全距离的,可带电解掉母线侧引下线接头,然后进行处理。

2.2隔离开关拒合故障

由于隔离开关的轴销脱落、楔栓退出、铸铁断裂等机械故障,或因电气回路故障,可能发生刀杆与操作机构脱节,从而引起隔离开关拒绝合闸。

2.2.1电动操作机构故障

电动操作机构的刀闸拒绝合闸时,应着重观察接触器、电动机以及传动机构动作情况,分清故障范围,并向调度汇报。

接触器不动作,属回路不通。①先核对设备编号、操作顺序是否有误,若操作有误,则是操作回路被防误闭锁回路闭锁,应立即纠正其错误的操作;②如果不属于误操作,应检查操作电源是否正常,保险是否熔断或接触不良,若是,则处理正常后,继续操作;③如果无上述问题,应检查回路中的不通点,处理正常后,继续操作。

接触器已动作,可能是接触器卡滞、接触不良,或是电动机的问题。进一步检查电动机接线端子上的电压,若电压不正常,则证明是接触器的问题,反之则是电动机的问题。

电动机转动,机构因机械卡滞合不上,应暂停操作。先检查接地刀闸,看是否完全拉开到位,将接地刀闸完全拉开到位后,可继续操作。无上述问题时,应检查电动机是否缺相,三相电源恢复正常后,可再次继续操作。若不是缺相问题,则可进行手动操作,检查机械卡滞、抗劲的部位,如果能排除,可继续操作。若还是无法进行解决的话,应利用倒运行方式,先恢复供电。向上级汇报,隔离开关停电后,再由检修人员处理。

2.2.2手动操作机构故障

首先核对设备编号及操作程序是否有误,检查断路器是否在断开位置。

(1)如果无上述问题,应检查接地刀闸是否完全拉开到位,将接地刀闸完全拉开到位后,可继续操作。

(2)如果无上述问题,应检查机械卡滞、抗劲的部位。如属于机构不灵,缺少润滑油,可加注机油,多转动几次,然后再合闸。如果是传动部分的问题,一时无法进行处理,应利用倒运行方式的方法,先恢复供电,然后向上级汇报。隔离开关停电后,由检修人员处理。

2.3隔离开关拒分故障

当隔离开关拉不开时,其故障判断、检查及其处理方法与刀闸拒合故障基本相同,只是在手动操作时,如系操作机构被冰冻结,应轻轻摇动不得强力冲击,并注意检查支持瓷瓶及操作机构的每个部分,根据它们的变形和变位,找出障碍点。如果障碍地点发生在隔离开关的接触部分,则不应强行拉开,否则支持瓷瓶可能受破坏而引起事故,此时只能改变设备的运行方式停电处理,或配合检修人员用绝缘棒顶着拉闸。

2.4隔离开关合闸不到位或三相不同期故障

隔离开关合不到位,多数是机构锈蚀、卡涩、检修调试未调好等原因引起的,刀闸如果在操作时,不能完全合到位,接触不良,运行中会发热并危及电网和设备的安全运行。在出现合不到位,三相不同期时,应拉开重合,反复合几次,操作动作要符合要领,用力要适当。若无法完全合到位,不能达到三相完全同期,应戴绝缘手套,使用绝缘棒,将刀闸的三相触头顶到位。并向上级汇报,安排计划停电检修。

2.5隔离开关误操作故障

带负荷错拉隔离开关时,刀闸动触头刚离开静触头便有异常弧光产生,此时应立即将刀闸合上,电弧便可熄灭,避免发生事故。若刀闸已全部拉开,则不许将误拉的刀闸再合上。若再合上会形成带负荷合刀闸,带负荷合刀闸会产生三相弧光短路,扩大事故。

带负荷错合隔离开关时,即使合错,甚至在合闸时产生电弧,也不准再拉开隔离开关,否则会形成带负荷拉刀闸,带负荷拉刀闸,也会造成三相弧光短路,扩大事故。错合隔离开关后,应立即采取措施,操作断路器切断负荷。

为了避免误操作造成生产事故,目前许多高压隔离开关采用了闭锁装置,就是只有在断路器断开的情况下才能拉开或合上隔离开关。

3、结束语

隔离开关运行中产生的故障,虽然有产品制造和安装方面的因素,但*主要的原因还是维护工作跟不上没有很好地制定和执行有关隔离开关运行管理与维护制度,因此,加强运行维护和检修工作,解决年久失修是当务之急,在实际生产运行工作中,了解熟悉设备的结构、工作原理及其性能,经常加强对设备的运行巡视和检修维护,预想设备运行中可能出现的故障隐患,提前做出解决办法,减少故障的发生,既能延长设备使用寿命又能提高系统的稳定、安全可靠性。