220 kV户外型隔离开关电动操作失灵分析及预防措施

潘伟斌

摘 要：首先说明220 kV户外型隔离开关的机械结构、作用及其电动控制原理，并阐述了导致电动操作失灵产生的自然条件和其它原因，再从“电气原因”和“机械原因”两方面对隔离开关的电动操作失灵进行原因分析和讨论。最后提出了相对应的隔离开关的日常维护内容和预防措施。

关键词：隔离开关 控制失灵 原因分析 预防

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0097-02

220 kV隔离开关在电力系统中广泛应用，是重要的一次设备。其结构虽较为简单，但户外型隔离开关处于露天的自然环境中，长期受日晒雨淋，常常会出现故障问题。例如生锈、主刀口发热、机构箱进水潮湿等。如果电气设备发生故障，则需尽快拉开相应的隔离开关以隔离故障设备。快速的操作有利于防止电网停电面积的进一步扩大和电网的持续稳定运行，给故障设备的抢修做好安全技术措施。因此，我们要提高隔离开关运行的可靠性，并分析可能会引起操作失败的原因，当遇到操作失灵时可以快速处理。有针对性地做好日常巡视检查和维护工作可以有效防止隔离开关电动操作失灵的发生。

1 220 kV隔离开关的作用和构造

220 kV隔离开关在结构上无灭弧装置，但是有一个明显的断开口。它的作用就是当其他设备检修的时，用隔离开关隔离有电与无电部分，造成一个明显的断开点，使得检修设备与电力系统完全隔离，保证工作人员人身和设备的安全。开关和隔离开关互相配合，进行倒闸操作，以改变运行方式；以及可以用其来分合一些无故障的低负荷小电流的电路等。

220 kV隔离开关的基本构造包含有导电主刀、绝缘子、传动垂直杆、底座、操作机构等。机构箱内安装有一个可以通过电气控制正反转的电机，利用电机的转动带动垂直传动杆和各相间的连杆，以驱动旋转绝缘子，就可使得隔离开关的导电主刀进行分合闸。

2 电动操作控制原理

220 kV隔离开关的电路是由一个控制回路和一个电机回路组成。在控制回路中，可以通过实现隔离开关“远方”的汇控箱和“就地”的机构箱的分合闸操作。合闸按钮、分闸按钮可控制机构箱里的“合闸”接触器和“分闸”接触器来控制电机的正反转，再通过传动垂直杆、旋转绝缘子而实现隔离开关主刀口的分合闸。当隔离开关分合闸到位时限位开关就会动作，切断控制回路，接触器返回，电机停止转动。

机构箱里使用的是三相交流电机，在电机回路中接触器的动作决定电动机的转动的方向，使得隔离开关“合闸”和“分闸”。并设有电机保护继电器对交流电机进行保护。当电机负荷超载时，保护继电器触点就会断开控制回路和电机回路。

3 电动操作失灵的原因分析

由于户外型隔离开关是安装在露天的环境下，长期受到风吹雨打，加上广东地区酸雨较多，所以很容易就会造成一些零部件生锈，卡死及失灵等现象。例如传动部分生锈不能转动；电动机构箱的密封不严漏水潮湿造成电气回路绝缘下降失灵等问题。很容易导致隔离开关电动操作失灵，阻碍值班员电气操作的顺利完成。

当隔离开关拉不开时，不能硬拉，特别是母线侧刀闸。应先查明操作步骤是否正确，再检查设备。机构是否锈蚀卡死，动、静触头熔焊变形移位及瓷件破裂，断裂，电动操作机构，电机失电或机构损坏或闭锁失灵等原因。在未查清原因前不能强行操作，否则可能会引起严重事故，此时应汇报调度，改变运行方式来加以处理。

3.1 电动操作失灵的电气原因

当隔离开关电动控制失灵时，运行人员进行排查原因时应按“从简到难”，从“常见到不常见”的原因顺序进行查找，有助于我们可以较快地排除故障。首先检查控制电源和电机电源的空气开关是否在合上位置，电机过负荷保护继电器有无动作，并用万用表测量其电源电压是否正常等。

（1）五防电气闭锁的原因。

220 kV隔离开关的分合闸操作受到电气五防闭锁的制约。当操作不成功的时候，首先要检查当前的操作步骤是否正确，如正确，则检查与之相关的开关、接地刀闸和隔离开关是否处在正确的位置，并检查其辅助开关位置正确。

（2）控制回路的原因。

由于控制回路中串接了“远方” “就地”切换把手、接触器及其接点、限位开关、电机过负荷保护继电器、手动操作位置开关等，任何一个元件的损坏都可以造成控制回路断线，使得隔离开关电动控制失灵。在运行经验中，限位开关出现故障和电机过负荷保护继电器动作切断控制回路的频率最高。

检查控制回路前，要确保先退出电机电源，以防隔离开关误分合。按分控制回路上的元件逐个进行检查并测量其电压是否正常。检查“合闸”交流接触器和“分闸”交流接触器是否动作，有无卡死，检查隔离开关的限位开关位置，手动操作位置开关等。

（3）电机回路的原因。

在电机回路中串接有手动操作位置开关、接触器接点、电机过负荷保护继电器接点还有电动机本体。隔离开关的控制回路和电机回路图。由于机械机构生锈阻力增大的原因，电机保护继电器保护经常动作，切断电机回路，我们则需要按复归按钮。如回路中的元件都正常，可用万用表的电阻档检查电机各相对地和相间的绝缘是否正常，电机烧坏时常发生。

3.2 电动操作失灵的机械原因

（1）机械五防生锈卡阴碍的原因。

由于有很多的隔离开关的与接地刀闸是同一底座，它们之间装有一个机械式闭锁装置，长期的雨水腐蚀可能使得机械闭锁生锈失灵，阻碍了隔离开关的分合。例如北京ABB厂家SSBII（-AM）-72.5型号隔离开关与接地刀闸之间的机械式闭锁装置。通过两个缺口的圆盘和一根可以两边移动的铁棒进行互相闭锁。当铁棒生锈卡死后，不能左向移动，就阻碍了隔离开关的正常分合闸。

（2）传动杆螺丝不能锁死旋转滑动的原因。

从机构箱到导电体主刀口之间的动力传输要经过垂直传动杆、各相间的连杆和动旋转绝缘子等元件的传动。各元件间的连接是利用螺丝坚固。当螺丝松动或某一部位生锈阻力增大时，就有可能在某一传动部位的连杆处发生滑动的现象。从而不能带动三相或某一相的主刀口的分合闸。

4 预防措施

现在变电站通过综自改造更换新的隔离开关都是名牌产品（例如西门子、ABB等），都有很高的可靠性，更有些厂家的产品承诺在正常条件下5年内或是操作1000次以内是免维护的。但是为了保证各电气设备和电网的安全持续稳定运行，隔离开关日常的巡视和维护工作必不可少。

在日常维护中，我们要利用有效的方法全面检查隔离开关每个部件，并对其进行状态评估。确保隔离开关能够在带电情况下正常健康运行。

（1）机构箱和汇控箱要密封，严防灰尘和下雨天时雨水的进入。制定周期计划对其进行定期的检查和清洁，如发现有进水或灰尘较多，要立即进行处理。

（2）机构箱和汇控箱的自动加热器要处于开启的状态，湿度和温度调整在运行规程规定的范围值之内，并且运行正常。以防止因箱内潮湿而造成电气回路的绝缘下降和金属机械构件的生锈。

（3）定期检查隔离开关的垂直传动杆和各相之间连杆的所有螺丝是否紧固，有无生锈现象。各传动杆上的铁销钉有无脱落现象。检查位置标识有无发生相对位移现象。

（4）检查机械五防联锁和各个运动的零件。并使用润滑油来润滑连杆的主要轴承和相对运动的连接处。

（5）检查二次电缆和二次接线是否有断线和松动的现象。

5 结语

220 kV户外型的隔离开关广泛应用于各个变电站中。虽然隔离开关相对于其他电气设备结构较为简单，但是其数量较多。且在实际运行经验可知中，隔离开关电动操作失灵的概率较高。该文首先说明隔离开关的结构及其电动控制原理，再从“电气原因”和“机械原因”两方面来对隔离开关电动操作失灵的问题进行展开分析讨论。并提出了相关的日常维护内容和预防措施。以上内容希望可以对运行人员关于隔离开关的维护工作提供帮助和参考的作用，一起交流学习。

参考文献

[1] 刘增良.电气设备及运行维护[M].北京：中国电力出版社，2007.

[2] 郭建文.变电运行及设备管理技术问答[M].北京：中国电力出版社，2005.endprint