摘要：隔离开关是电力系统中广泛应用的重要高压设备，其工作的安全可靠性要求较高。一旦故障发生，为保障电力系统安全运行和工作人员人身安全，须及时处理。户外隔离开关的工作条件通常较为恶劣，因而故障率较高。本文从220kV户外隔离开关运用过程中常见的故障入手，对拒动、分合不到位、触头发热和绝缘子断裂等故障进行分析，并提出现场故障处置措施。
关键词：220kV户外隔离开关；故障分析；故障处理
隔离开关（简称刀闸），在电力系统中能实现隔离电源（检修等情况下）、改变系统运行方式（进行倒闸操作等）、分合小负荷电流等功能。隔离开关电力系统中使用广泛，由于其结构简单、操作便捷，通常没有严格的大修周期规定，因此在长期的运行中，发生故障的概率相对较大。这些故障如果不能及时处理，将给整个220kV系统和人身安全带来隐患，因此必须高度重视隔离开关的故障分析和处理。
1.技术条件与操作原则
在220kV电网系统里，高压交流隔离开关根据分类方式不同可以有多种类型。如按安装地点，可分为户外式和户内式；按运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式等；按操动机构，可分为手动式、电动式、气动式、液压式等。220kV隔离开关在500kV变电站220kV部分或者220kV变电站多采用户外敞开式，根据用途和场地条件，可采用水平旋转或垂直旋转方式。户外式隔离开关长期暴露在大气环境中，承受风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等作用，容易受环境、温湿度和污染物等因素的影响，工作条件通常较为恶劣。因此，在设计安装、选型更换、大修技改中，均应充分考虑环境、气候等因素，确保隔离开关能够保持较高的稳定可靠工作性能。
隔离开关没有灭弧装置，不能用来接通和断开负荷电流和短路电流。因此对隔离开关必须遵守一定的操作原则，包括分合闸动作要果断、快速，终了时注意不可用力过猛，并目测其动触头位置是否符合要求；不管分闸还是合闸操作，除负荷在隔离开关允许的操作范围之内外，都不应带负荷；如若发生带负荷误操作隔离开关时，误合闸后不得再立即拉开，误分闸后不得立即合上。
2.常见故障分析
2.1拒动和分合不到位
拒动和分合不到位是220kV户外隔离开关最主要最常见的异常和故障之一。故障原因从一次方面分析，大致包括：传动部分故障、操作机构故障，如元件锈蚀、端子箱进水受潮、润滑干涸、机构卡涩或松动、分闸合闸限位螺丝调整不当、辅助开关失灵等；从二次方面分析，主要有外部闭锁回路、电机控制回路、电机工作回路等控制隔离开关电动操作的回路的问题，如电动机构电气回路或电机故障等。
2.2触头发热
隔离开关是电流致热型设备，户外敞开式隔离开关在运行中发热的主要原因是：(1)触头接触面脏污或氧化，使得接触电阻增大，导致触头发热；（2）触头调整不当等造成刀片与静触头接触面积太小，使接触面电流密度过大而导致发热；（3）触头压紧弹簧变形或螺丝松动，或者隔离开关拉、合过程中产生的电弧使触头烧损到一定程度时，将造成隔离开关接触不良而导致发热；（4）隔离开关选择不当或者负荷过大，导致隔离开关过负荷运行，亦会造成发热。
2.3 瓷绝缘子断裂
220kV户外隔离开关的异常和故障中，对安全运行威胁最大的是瓷瓶断裂故障。 220kV高压区域发生隔离开关瓷绝缘子断裂，容易造成隔离开关对地闪络放电、带负荷自动分合闸等事故，同时极易对相邻的正常设备造成损坏。若连接在母线侧的隔离开关发生绝缘子断裂，将容易造成母线短路，进而引发母线停电，引起较大停电事故。若操作时发生绝缘子断裂，将对操作人员构成严重人身威胁。大量的运行经验分析指出，造成瓷绝缘子断裂的原因，既与制造厂家选用的材料、工艺流程有关，也与运行环境以及运行中承受的抗电负荷甚至外力的作用有关。
3.现场处置方法
3.1拒动和分合不到位处理
220kV户外隔离开关出现拒动时，在未查清原因前不应强行操作，否则将有可能进一步引发设备损坏事故，危机设备及人身安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆拒动情况下的故障排查要分别从一次设备部分和二次回路部分进行。一次部分故障排查，应检查故障刀闸总体机构外观，通过查看故障刀闸是否有传动部分进水受潮、锈蚀、卡死甚至断裂现象，观察隔离开关触头是否熔焊变形、轴销是否脱落或者连杆是否断裂等，判断是否有机械故障。
二次回路部分故障排查，首先要快速确认故障点在刀闸的控制回路还是电机的工作回路。在机构箱内核对双编无误后断开电机电源空气开关；在端子箱内核对双编无误后按下故障刀闸“合闸”或“分闸”按钮；同时在机构箱内观察合闸接触器或分闸接触器有无动作。如果接触器动作，那表明故障点在电机的工作回路中。反之，故障点在刀闸的闭锁回路或者控制回路中。无论是一次还是二次故障，如无法在不停电的情况下进行处理，则应改变运行方式并及时向调度申请停电检修，通知检修人员协助处理。
3.2隔离开关分合不到位
220kV户外隔离开关出现分合不到位时，应通过现场位置指示牌、实际物理位置、后台机信息（遥信量、电压量、电流量等）和带电显示装置（针对GIS设备）等综合判断分合是否到位，处理时根据拉弧情况区别处理。
若没有出现拉弧现象，无论是要将隔离开关拉开还是合上，均应尝试进行分闸操作，无论分闸成功与否，都应立即将现场情况汇报调度以及领导，并通知检修人员进行处理。随后，再根据调度的处理意见进行故障处理，并将处理情况及时汇报调度及领导，在问题没有得到妥善处理前，不得再进行合闸操作。
若刀闸出现拉弧现象，在确保人身安全的前提下，必须立即采取措施消除拉弧。应根据刀闸位置，灵活进行相应处置，若在端子箱处电动操作均失效，则在机构箱处依次通过手按接触器、手摇分闸，直至刀闸消弧。若手动分合闸仍不能消弧，应汇报调度及领导，当设备损坏无法自行处理时，在汇报后和检修人员到达现场之前，应先做好安全隔离措施。
3.3触头发热处理
对一定负荷下隔离开关触头温度的测量结果，利用表面温度判断法、同类比较判断法、相对温差判断法等方法，根据温升大小、最热点温度或三相刀闸温度对比，可以确定隔离开关发热程度、缺陷等级。进而根据发热程度（缺陷等级）区别处理：发热点温差小于15K（一般缺陷），应记录在案，加强监测，留意缺陷的发展，利用停电机会安排消缺；发热点温度大于90℃或相对温差大于80%（严重缺陷），应立即采取必要措施，如加强监测等，必要时降低负荷电流，尽快安排处理；发热点温度大于130℃或相对温差大于95%（紧急缺陷），应立即降低负荷或转移负荷，并立即安排停电进行消缺。
停电处理过热刀闸包括：（1）用汽油或丙酮洗去接触面脏污，适当采用砂纸打磨接触面以清除触头表面氧化层，复装后接触面涂一层中性凡士林；（2）调整触头，增大接触面积，涂上导电膏；（3）检查与调整弹簧压力，或者更换弹簧；（4）更换容量较大的隔离开关，使隔离开关运行在额定条件。
处理完毕恢复送电，运行人员应在操作后仔细检查触头接触情况，三相分合到位，并在投入运行后继续关注触头温度，确认故障已排除。
3.4 瓷绝缘子断裂处理
220kV户外隔离开关瓷绝缘子出现断裂、破损放电现象时，将对设备和人身安全以及电网安全稳定运行构成严重威胁，同时极易引起大面积停电。因此，发现该紧急缺陷时，应立即申请停电处理，更换破损绝缘子。更换绝缘子在选型使用时必须结合工程实际情况慎重选用。
4.结束语
隔离开关是电力系统的关键设备，也是异常故障容易出现的设备之一。本文浅析了220kV户外隔离开关拒动、分合不到位、过热发红和绝缘子断裂等故障的分析和处理，对今后的生产、工作具有指导性意义。此外，运行人员在掌握分析和处理户外隔离开关故障的知识与技能的同时，在日常运行维护中，必须加大对220kV户外隔离开关的巡视监察力度，以及时地发现并有效地排除故障，确保电网运行的安全性和可靠性。
参考文献
[1]《中国南方电网公司反事故措施》（生【2012】71号）
[2]吴启文.220kV隔离开关常见故障及处理措施探讨.科技与企业.2012年第8期
[3]《带电设备红外诊断应用规范》（DT/T664—2008）
论文作者:方怡苑
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
标签：故障论文; 绝缘子论文; 回路论文; 负荷论文; 操作论文; 户外论文; 触头论文; 《电力设备》2018年第13期论文;