高壓隔離開關(guān)的運行情況及常見故障分析

1、高壓隔離開關(guān)的運行情況及常見故障分析    高壓隔離開關(guān)是供高壓線路在無載荷情況下進行換接以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電氣設(shè)備與帶電的高壓線路進行電氣隔離用的電氣設(shè)備。高壓隔離開關(guān)在電力系統(tǒng)中的運行數(shù)量很多，其質(zhì)量優(yōu)劣、運行維護好壞將直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行。近年來，由隔離開關(guān)故障引起的事故頻頻發(fā)生，有些甚至引起了大面積停電。這些事故，有些是因為隔離開關(guān)本身的質(zhì)量問題引起的，有些是由于缺乏合理、正確的檢修維護引起的。因此，保證隔離開關(guān)良好的運行狀態(tài)，進行合理的檢修維護管理工作，成為隔離開關(guān)安全運行的重要保證。1隔離開關(guān)的運行情況有關(guān)資料顯示，截至

2、2003年底，江蘇省電網(wǎng)投運的110kV及以上等級高壓隔離開關(guān)有近16000臺。目前徐州電網(wǎng)內(nèi)運行的戶外隔離開關(guān)多為GW4型和GW5型，近兩年安裝投運的隔離開關(guān)還有部分GW16、GW17型及少量GW7型。以徐州供電公司變檢工區(qū)管轄的29座110kV及以上電壓等級的變電站為例，這些型號的35kV及以上戶外隔離開關(guān)總數(shù)在1300臺左右，多數(shù)是南京電瓷總廠、西安西電高壓開關(guān)有限責任公司、沈陽高壓開關(guān)有限公司、河南平高電氣股份有限公司、江蘇省如皋高壓電器有限公司、天水長城開關(guān)廠、撫順電瓷廠及Alstom公司的產(chǎn)品，其中20世紀八九十年代的產(chǎn)品占到了84%。2常見缺陷及故障分析在系統(tǒng)運行中隔離開關(guān)發(fā)生的

3、缺陷和故障比較多，涉及到多方面的質(zhì)量問題。對安全運行威脅最大的是瓷瓶斷裂故障，其次是觸頭過熱、運動卡滯、機構(gòu)卡澀和分合閘不到位、瓷瓶閃絡(luò)等。a.瓷瓶斷裂故障。2005年，徐州電網(wǎng)發(fā)生了2次瓷瓶斷裂故障，一次是在運行操作中，一次是在施工接線過程中，斷裂處均在瓷瓶和法蘭的膠合處。瓷瓶斷裂既與產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)，也與隔離開關(guān)的整體質(zhì)量及操作方法有關(guān)。瓷瓶在燒制過程中控制不當可能造成瓷件夾生、致密性不均以及水泥膠裝不良的問題，加之質(zhì)檢手段不嚴，造成個別質(zhì)量低劣的瓷瓶被組裝成產(chǎn)品后，投放到運行中對安全構(gòu)成極大威脅。操作人員在分合隔離開關(guān)時操作方法不當、用力過猛也容易造成瓷瓶損壞。此外，2005年和2004年還

4、發(fā)生了8節(jié)500kVSOPLT型刀閘支持瓷瓶開裂缺陷。b.導(dǎo)電回路過熱。運行中常常發(fā)生導(dǎo)電回路異常發(fā)熱現(xiàn)象，多數(shù)是由于靜觸指壓緊彈簧疲勞、特性變壞，靜觸指單邊接觸以及長期運行接觸電阻增加而造成的。運行中由于靜觸指壓緊彈簧長期受壓縮，如果工作電流較大，溫升超過允許值，就會使其彈性變差，惡性循環(huán)，最終造成燒損，這是造成觸頭發(fā)熱的主要原因。此外，觸頭鍍銀層工藝差、易磨損露銅，接觸面臟污，觸頭插入不夠、螺栓銹蝕造成線夾接觸面壓力降低等也是造成發(fā)熱的原因。c.機構(gòu)問題。機構(gòu)問題表現(xiàn)為操作失靈，如拒動或分合閘不到位，往往發(fā)生在倒閘操作時，影響系統(tǒng)的安全運行。由于機構(gòu)箱密封不好或銹蝕進水造成機構(gòu)銹蝕嚴重，潤

5、滑干涸，操作阻力增大，在操作困難的同時，還會發(fā)生零部件損壞，如變速齒輪斷裂，連桿扭彎等。d.傳動困難。隔離開關(guān)的傳動系統(tǒng)銹蝕造成傳動阻力大，甚至出現(xiàn)拒分拒合，如在運行中曾出現(xiàn)底座軸承銹死、無法操作的情況，這是由于傳動部件的主軸銅套干澀、軸承臟污、黃油干涸造成的。3常見缺陷及故障的防治造成上述隔離開關(guān)缺陷或故障的原因，既有制造工藝、選材質(zhì)量問題，也有些是由于檢修維護不當所致。要保證隔離開關(guān)的安全運行，保證其初始質(zhì)量是關(guān)鍵所在。3.1加強選型工作要廣泛收集系統(tǒng)中運行的隔離開關(guān)運行情況，選用結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計優(yōu)良、整體質(zhì)量高的產(chǎn)品。3.2進行技術(shù)改造a.對瓷瓶斷裂問題必須進行綜合治理，首先要保證隔離開關(guān)

6、的整體結(jié)構(gòu)合理，其次還要加強對瓷瓶制造企業(yè)的選擇，可以指定隔離開關(guān)生產(chǎn)企業(yè)使用質(zhì)量優(yōu)、信譽好的瓷瓶制造企業(yè)的產(chǎn)品。另外，可以開展無損探傷技術(shù)，定期對瓷瓶進行檢測。運行人員要加強監(jiān)視，特別是對瓷瓶膠合面的觀察。在運行操作時要方法得當，如出現(xiàn)操作困難時切忌強行操作。b.隔離開關(guān)導(dǎo)電回路發(fā)熱和瓷瓶閃絡(luò)現(xiàn)象，嚴重影響著設(shè)備的安全運行?？梢愿鼡Q靜觸指壓緊彈簧為不銹鋼彈簧，采用不銹鋼螺栓或熱鍍鋅高強度螺栓并用力矩扳手緊固;調(diào)整觸頭插入深度和清潔接觸面，或采用類似西門子公司的自清潔觸頭。同時采用紅外測溫技術(shù)定期檢測導(dǎo)電部位的發(fā)熱情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。瓷瓶閃絡(luò)主要是瓷瓶表面和瓷裙內(nèi)積污嚴重、瓷裙爬距小造成的

7、。特別是在重污染區(qū)內(nèi)的刀閘，化工污染和水泥積垢不僅使得瓷瓶清掃極為困難，而且空氣中大量的工業(yè)粉塵和腐蝕性氣體的存在極易引起瓷瓶閃絡(luò)放電，擴大事故范圍。2001年，地處徐州北郊化工區(qū)的彭場變110kV刀閘發(fā)生支持瓷瓶大面積閃絡(luò)放電，導(dǎo)致瓷瓶爆裂。針對這種情況，可以采取帶電清掃加強清掃力度、給隔離開關(guān)瓷瓶增加硅橡膠傘裙以增大爬距和利用RTV涂料的憎水性噴涂RTV。c.銹蝕是影響隔離開關(guān)安全可靠運行的首要問題，定期進行防銹處理，對各傳動部位加潤滑劑，特別是使用性能優(yōu)于黃油的二硫化鉬潤滑劑。黃銅軸套更換為鋼基表面燒結(jié)青銅加改型聚四氟乙烯復(fù)合軸套，外表面及端部鍍錫以防止銹蝕。機構(gòu)箱采用質(zhì)量優(yōu)良的不銹鋼產(chǎn)

8、品，對隔離開關(guān)底座進行改造，在底座上鉆孔，運行中定期加二硫化鉬，確保軸承不生銹。4隔離開關(guān)的定期檢修隔離開關(guān)傳統(tǒng)的檢修方式是定期檢修。定期檢修是根據(jù)以往設(shè)備的運行維護經(jīng)驗，預(yù)先確定一個設(shè)備的檢修周期，如隔離開關(guān)的大修周期為6年，在規(guī)定的檢修周期時間到達后按計劃對設(shè)備進行檢修。這種“到期檢修”的方式的缺點顯而易見：首先，隔離開關(guān)的潛伏性故障有可能在某次檢修之后形成，在下一次檢修時間到來之前發(fā)展成嚴重故障;其次，對一個運行狀態(tài)良好的隔離開關(guān)定期停運檢修，不僅浪費人力、物力、財力，而且可能會產(chǎn)生新的安全隱患，造成設(shè)備“越修越壞”，這種現(xiàn)象在生產(chǎn)實踐中也時有發(fā)生。多年來，對隔離開關(guān)按照計劃定期檢修已成

9、為進行隔離開關(guān)運行維護的主要方式。但隨著設(shè)備不斷增加，檢修維護工作量不斷增大，設(shè)備停運時間受到嚴格控制，而檢修人員不斷減少，客觀造成了隔離開關(guān)失修、超周期運行。同時，定期檢修不可避免地造成運行狀況良好的隔離開關(guān)超量檢修。中外大量的設(shè)備統(tǒng)計資料表明，任何設(shè)備在壽命期內(nèi)的故障率曲線是一條浴盆狀的曲線，在設(shè)備的整個壽命期內(nèi)實行統(tǒng)一的周期性大修是不科學的，是不符合設(shè)備的客觀實際情況的。因此，改變隔離開關(guān)的定期檢修管理手段，采用更為先進的狀態(tài)檢修已是勢在必行。5隔離開關(guān)的狀態(tài)檢修5.1到期隔離開關(guān)的健康狀態(tài)徐州供電公司變檢工區(qū)近兩年來對隔離開關(guān)的檢修實踐發(fā)現(xiàn)，達到規(guī)定的檢修周期后進行大修時，除部分負荷較

10、大的隔離開關(guān)導(dǎo)電部分存在著動靜觸頭燒損、鍍銀層磨損露銅、彈簧銹蝕、疲勞、導(dǎo)電帶斷片、接觸面氧化等缺陷外，其余隔離開關(guān)健康狀況良好，其連桿、傳動系統(tǒng)也較少出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。隔離開關(guān)底座軸承只要在上次大修時嚴格按照工藝要求進行檢修，雖經(jīng)過6年的運行，軸承仍然轉(zhuǎn)動靈活，其他傳動部分也很少出現(xiàn)銹死卡澀現(xiàn)象。因此，在嚴格按照工藝標準進行檢修、對零部件進行技術(shù)改造、加強運行觀察的基礎(chǔ)上，對隔離開關(guān)實現(xiàn)狀態(tài)檢修是可行的。狀態(tài)檢修是從定期(預(yù)防性)檢修發(fā)展而來的更高層次的檢修體制，是一種以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)，以預(yù)測設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢為依據(jù)的檢修方式。它是根據(jù)對設(shè)備的日常檢查、定期重點檢查、在線狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷所提供的

11、信息，經(jīng)過分析處理，判斷設(shè)備的健康和性能劣化狀況及其發(fā)展趨勢，并在設(shè)備故障發(fā)生前及性能降低到不允許極限前有計劃地安排檢修，其主要優(yōu)點是：在保證設(shè)備安全和可靠性的前提下，提高設(shè)備的可用率，降低檢修費用。與定期檢修相比，狀態(tài)檢修具有強烈的主動性。5.2開展隔離開關(guān)狀態(tài)檢修工作的建議a.做好基礎(chǔ)管理工作。對隔離開關(guān)實行狀態(tài)檢修是建立在設(shè)備的基礎(chǔ)管理工作之上的。要結(jié)合本系統(tǒng)內(nèi)隔離開關(guān)的具體使用情況、制造廠說明書和現(xiàn)場經(jīng)驗編制各種廠家、各種型號的隔離開關(guān)檢修工藝導(dǎo)則、質(zhì)量標準，建立保證隔離開關(guān)檢修維護質(zhì)量的驗收制度、缺陷管理制度、備品備件管理制度等。要加強隔離開關(guān)的技術(shù)檔案管理，主要內(nèi)容有：原始資料，包

12、括設(shè)計資料、施工圖紙，制造廠提供的產(chǎn)品說明書、出廠試驗報告、安裝圖、合格證件等，安裝記錄、試驗記錄、交接驗收文件和備品備件清單等資料;運行資料，包括運行日志、操作記錄、缺陷記錄、異常障礙和事故記錄等;檢修試驗和設(shè)備異常資料，包括隔離開關(guān)的大小修記錄和檢修報告、試驗報告、技術(shù)改造記錄等。b.把住隔離開關(guān)的初始狀態(tài)關(guān)。隔離開關(guān)的初始狀態(tài)如何，對其今后的安全運行有著決定性的影響。在加強設(shè)備選型工作的基礎(chǔ)上，還要加強隔離開關(guān)的初始安裝調(diào)試工作，同時，對某些由于設(shè)計、制造工藝及材質(zhì)等方面的原因而在運行中暴露出的僅靠一般性檢修不能徹底解決的先天性缺陷，應(yīng)下決心通過技術(shù)改造來消除。c.加強運行監(jiān)視。開展對隔

13、離開關(guān)的運行狀態(tài)評估和巡視檢查是必要的。通過對隔離開關(guān)的動、熱穩(wěn)定電流校驗、運行時的負荷、運行地點的污穢等級等關(guān)鍵運行狀態(tài)量的評估，可以了解隔離開關(guān)的運行環(huán)境。通過運行人員對隔離開關(guān)的運行操作，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的操作靈活性，對操作時感覺阻力大的、分合困難的要重點記錄;對隔離開關(guān)在運行和檢修時發(fā)現(xiàn)的缺陷要詳細記錄，作為對設(shè)備是否需要檢修和確定檢修重點的依據(jù)。d.積極開發(fā)和應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)。設(shè)備監(jiān)測是狀態(tài)檢修的核心。可以說，沒有成熟的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷就沒有真正的狀態(tài)檢修。狀態(tài)監(jiān)測的覆蓋面及其水平在一定程度上反映了狀態(tài)檢修的深度。對于隔離開關(guān)，采用紅外測溫技術(shù)定期對設(shè)備的導(dǎo)電部分進行溫度測量，是確定是否檢修的重要依據(jù)。針對瓷瓶的隱性故障，應(yīng)開發(fā)研究方便可行的帶電無損探傷技術(shù)。同時，由于在實踐中隔離開關(guān)的清掃維護工作量占了很大比例，因此，開展帶電清掃工作也是延長檢修周期的有效手段。6小結(jié)加強對隔離開關(guān)的檢