李寧輝

（國網(wǎng)湖南省電力有限公司長沙供電分公司 湖南長沙 410000）

1 引言

伴隨著國內(nèi)社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，社會對于能源的需要也逐步加大，有關變電站方面的建設項目也在持續(xù)增加，從而確保國內(nèi)各個地區(qū)的用電需求都能得以滿足。然而某些變電站的隔離開關的安全性相對不高，極易產(chǎn)生故障，對變電站的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生嚴重的影響。當中，GIS以其免維護、靈活、結構緊湊及不會受到外界環(huán)境的影響等優(yōu)勢，在電力系統(tǒng)當中被普遍運用。GIS設備較AIS設備而言，其直觀性相對不強，無法使用肉眼對隔離開關觸頭的合閘是否到位進行直觀的判定，觸頭合閘一旦出現(xiàn)不到位的現(xiàn)象，則會導致發(fā)生安全事故。

2 案例分析

某變電站進行220kV 5M母線從運行轉向檢修，負荷轉6M母線運行的操作任務當中，對#3變當中6M母線側22036隔離開關進行首次合閘的過程當中，產(chǎn)生開關靜、動觸頭沒有合到位而二次輔助的接點都已經(jīng)接通的異常狀況，監(jiān)控后臺表明22036刀閘已合位，實際觸頭未合到位，主導電回路沒有接通，這種狀況下若對刀閘進行誤判的話，會產(chǎn)生嚴重的帶電拉負荷故障，甚至于擴大到主變。因為GIS隔離開關操作機構故障的發(fā)生概率相對較低、運行的可靠安全性相對較高、檢修維護的工作量小等，在電網(wǎng)系統(tǒng)當中受到廣泛的運用。然而GIS裝置一旦出現(xiàn)故障，在對其進行檢修的過程當中，拆卸工作量相對而言較大，停電的時間也相對更長。所以，怎樣讓GIS裝置發(fā)生故障的概率得到下降，及一旦發(fā)生故障之后怎樣處理與分析，已經(jīng)成為提升GIS設備運轉的穩(wěn)定性的重點問題。

3 隔離刀閘操作機構原理

對于隔離開關而言，其分合閘的原理是：當對接收到有關分合閘指令的時候，通過電機渦桿帶動渦輪進行轉動，由渦輪對傳動曲軸進行帶動，之后再帶動主輸出軸轉動，機構主輸出軸在展開旋轉的同時會推動GIS隔離開關操作機構本體的主傳動拐臂傳動連桿，并推動各個相拐臂展開旋轉，進而推動隔離開關觸頭展開動作，帶動其進行運動，進而使隔離開關的分合閘得以切實實現(xiàn)。有關隔離開關的操作機構動作見圖1。

圖1 隔離開關操作機構動作過程圖

4 原因分析

隔離開關分閘不到位作為造成隔離開關操作機構發(fā)生卡澀的主要原因，在變電設備當中隔離開關作為其常用的設備之一，分合閘不到位是隔離開關操作機構近些年以來時常出現(xiàn)的一種故障。對于新裝的隔離開關而言，其運動相對較為正常，然而歷經(jīng)長期的運行之后，會出現(xiàn)各種各樣的問題，比如：機械的某些部位的潤滑程度相對不夠、緩沖裝置發(fā)生卡澀失效等，如此便會造成隔離開關開合閘不到位，隔離開關呈現(xiàn)半分合狀態(tài)時，會造成回路的接觸不良，造成機械內(nèi)部發(fā)生故障；更甚于會導致絕緣失去效力從而產(chǎn)生電暈，產(chǎn)生電擊穿的事故。而導致隔離開關分合閘不到位的原因包括：

（1）齒輪嚙合不良。長期的運轉會受到銹蝕、磨損、振動等多種要素的影響，進而導致固定螺栓發(fā)生松動，使齒輪無法較好地進行嚙合，造成機器傳動機構運作的不到位，進而造成分合閘不到位的現(xiàn)象。

（2）觸頭夾緊和重力平衡彈簧等裝置發(fā)生銹蝕。因為戶外環(huán)境的影響，很容易造成各個部件發(fā)生銹蝕，從而加大了觸頭運作的傳動機構的阻力值，導致隔離開關分合閘不到位。

（3）連桿發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象。開關設備的長期運轉會造成連桿等機械元件的變形，使動作環(huán)節(jié)的阻力發(fā)生增大，導致運動不到位，行程變小，從而造成分合閘發(fā)生不到位的現(xiàn)象，進而引起GIS隔離開關操作機構發(fā)生卡澀。

（4）各軸承、軸、銷的潤滑不良，甚至于發(fā)生銹蝕。該些部件的銹蝕會導致分合閘的阻力發(fā)生增大與造成觸頭行程的不到位，進而導致機構卡澀現(xiàn)象的發(fā)生。

（5）隔離開關的分合閘機械定位設施調整的不恰當。對于分合閘的機械定位設施而言，倘若調整不恰當，會導致分合閘產(chǎn)生不到位的狀況。

（6）限位開關與輔助開關調整的不恰當。輔助設施的運動不到位與變形失效，極易造成操作信號難以準時送達，造成分合閘產(chǎn)生失誤；由于限位開關的位置不恰當會造成分合閘發(fā)生不到位的現(xiàn)象，進而引起機構卡澀。

（7）轉動位置的潤滑劑產(chǎn)生老化的現(xiàn)象。安裝在戶外的有關隔離開關部件，部分零部件極易產(chǎn)生老化變質的現(xiàn)象，摻入雜質后會造成機械構件運動發(fā)生不暢。

（8）受到異物的阻礙。處于室外的隔離開關操作機構當中的某些裝置時常會受到異物的阻礙，從而造成GIS隔離開關分合閘的不到位，進而引起GIS隔離開關操作機構發(fā)生卡澀的現(xiàn)象。

5 危害分析

在電動操作當中，隔離開關出現(xiàn)中途自動停止時，若隔離開關的觸頭之間的距離相對來說較小，便會長期拉弧放電。長期燃弧會導致觸頭產(chǎn)生燒損的狀況，甚至于有可能會造成SF6氣體產(chǎn)生分解爆炸進而對設備造成損壞；引起設備操作時間過長，進而對電網(wǎng)變電設施的調度管理工作產(chǎn)生不利的影響。線路停電策略發(fā)生延遲，導致線路檢修的整體工期發(fā)生延長，進而影響到電力的輸送。

6 解決對策及防范措施

解決對策：隔離開關在電動操作當中，若出現(xiàn)中途自動停止的現(xiàn)象，應當盡快地進行解決。在拉開隔離開關的時候，倘若產(chǎn)生中途停止的現(xiàn)象，便應當快速地展開手動操作拉開隔離開關。倘若中途停止故障發(fā)生在合上隔離開關的時候，且時間較為緊急、不得不操作的時候，便應該盡快進行手動的操作，進而迅速將合上隔離開關；時間準許的話，應該將隔離開關進行快速的拉開，待故障被解決之后再進行操作。這時，若設備的缺陷尚未被消除，便把設備進行投運，或者在操作之前發(fā)現(xiàn)可能存有操作機構卡澀的狀況時，上位機操作之前，有關運行人員應當隨身攜帶隔離開關手動操作把手到現(xiàn)場進行定點。完成停電檢修工作后，應該對GIS隔離開關操作機構進行潤滑脂的充分涂抹，讓隔離開關的運作更加順暢，方便有關操作者可以迅速地將隔離開關拉合到位。強化隔離開關操動機構的維護和檢查工作，保證操作機構箱保持較好的密閉狀況，適時展開機械特性的試驗，對其行程曲線是否與廠家標準相符進行測試。對隔離開關機構箱的內(nèi)部熱工元件的定值進行提升，例如把熱繼電器的動作定值從之前的1.6Ie調整成1.8Ie。在確保安全的狀況之下，盡管GIS隔離開關的操作機構存在略微的卡澀現(xiàn)象，依然可以較為順利地使隔離開關的分合完全到位。對紅外測溫與運行巡視方面的工作進行強化，盡可能地在積累環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)缺陷與問題，降低事故所產(chǎn)生的損失。

預防措施：①對設備運維管理的規(guī)范展開進一步的修編，對設備運維的方法進行健全。根據(jù)設備運行狀況與特點，建立開關類設備定期輪換操作的相關標準，提出對長時間未展開操作的開關類設施維護、操作工作方面的具體要求。對GIS隔離開關觸頭的具體狀態(tài)的“可視化”對策進行相對應的研究，提出切實可行的對策，制定技術改進計劃，盡快對于狀態(tài)監(jiān)控辦法展開健全；②對設備的排查標準展開進一步的健全，提升設備的健康水平。在原來的基礎上，對設備在運轉當中存有的風險進行進一步的梳理，對設備運轉的安全隱患進行深入的挖掘，健全排查隱患的標準及控制風險的對策。對110kV及以上的電壓等級裝置定期展開逐臺的狀態(tài)評估，對裝置運作的健康值進行較為高效的評價，進而對設備技改與檢修方面的工作進行指導；③對設備出廠的驗收檢測方面的工作進行強化，對設備的入網(wǎng)質量進行相對高效的提高。對設備運行當中存在的問題進行梳理與總結，對有關設備訂貨技術的要求與條件進行健全，使設備的質量得以提高。

針對西北地區(qū)而言，由于在春季與冬季的氣溫相對較低、風沙也相對較大等均會對隔離開關操作機構的穩(wěn)定安全運轉產(chǎn)生影響。春檢預試方面的工作也是發(fā)生于該階段，因此操作之前應當提前對設備的外觀展開認真的檢查，存在沙塵時會對潤滑產(chǎn)生影響，應在操作機構的輸出軸部位及萬向軸承與相間連桿等部位的傳動連桿與軸銷進行潤滑脂的充分涂抹。

7 結語

總而言之，經(jīng)過對隔離開關進行相對認真的檢查，尋找造成隔離開關分閘出現(xiàn)不到位現(xiàn)象的主要原由。GIS隔離開關的分合閘是否到位主要取決于操作機構，操作機構當中對于傳動拐臂的安裝和相關設計存在偏差，與正常的運行軌跡有所偏離，引起阻尼力矩發(fā)生加大。所以，應當對在安裝與運輸環(huán)節(jié)當中會對設施造成誤差的影響要素進行高度重視，強化技術監(jiān)督，健全設備的管理工作，確保有關設施的安全運轉，進而保證電網(wǎng)能夠穩(wěn)定安全運轉。于此同時，在正常的運維工作當中，應當對于設備的外觀檢查進行強化，及時發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷進行及時的處理，進而保證相關故障缺陷得到徹底的根治。