广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000
摘要：隔离开关是保障电网持续、可靠供电的主要变电设备。但由于各种原因，也暴露出一些缺陷，其中隔离开关发生过热是主要问题之一。为此，本文主要针对一起220kV某变电站的伸臂式隔离开关过热故障进行分析，论述了故障发生以及处理经过，并对故障原因进行了总结，旨在提高电网安全运行的可靠性。
关键词：隔离开关；过热；原因分析；处理
引言
隔离开关又称为刀闸，是电力系统中使用最广泛的开关设备，通常是断路器使用数量的2～4倍。隔离开关因其具有结构简单、布置方便、操作轻便、运行安全可靠、规格品种齐全、适用范围广等特点，在电力系统电气设备中具有十分重要的地位。但是，由于大多数隔离开关的结构特点、使用环境以及现有技术条件限制等因素，其存在着一定的故障问题，其中隔离开关过热就是较为常见的故障问题，这严重制约着电网的安全稳定运行。因此，对220kV隔离开关过热原因及处理进行深入研究是具有现实意义的，本文就对相关内容进行详细阐述。
1 事故概况
220kV某变电站于2013年12月投运，连接多个电站等，并担负着向周围多个大型陶瓷加工厂以及附近乡镇供电的任务，具有重要电力枢纽地位，其高中压侧一次接线如图1所示，图中隔离开关均为单柱单臂垂直伸缩式。
2015年11月25日，运行人员在进行日常巡视过程中对该变电站内设备进行红外测温时发现，#1主变变高1M侧1011刀闸A相动静触头间处发热89℃，当时负荷95.5A，有功15.5MW。汇报调度后，调度令加强监视，并准备安排计划进行处理。
次日05:40运行人员到达站内进行计划停电，发现有大量浓烟自高压室后方场地冒出，不明原因的情况下，运行人员先到主控室查看了保护信息，确定并未造成任何事故跳闸或警报后，迅速携带灭火器赶到烟雾发生处，发现#1主变变高1M侧1011刀闸下方周围一大片草皮已被烧焦，05:50，运行人员将火扑灭后，发现1011刀闸A相静触头的一个导电环中的支撑连线已断裂并掉落草丛，且该刀闸右侧动静触头之间存在明显缝隙，动触头明显发黑，在之后的红外测温结果中显示，该刀闸的动静触头接触部分已达高温203℃，根据隔离开关发热缺陷的区别处理，发热点温度大于130℃或相对温差大于95%属于紧急缺陷，应立即转移负荷或降负荷，紧急时立即安排停电处理。05:58，运行人员将情况汇报调度，等待处理。
2 事故处理经过
2.1 转移负荷，退出发热刀闸
（1）分别将220kV、110kV两条母线并列。由于要转移负荷，需将高中压侧运行方式改为双母线并列运行。本步操作中除了并列操作外，还需将#1主变中性点接地方式由直接接地改为间接接地，仅留#2主变直接接地。另外，由于220kV双母线并列，则应及时退出220kV备自投相关设备功能。（2）断开#1主变变中101开关。（3）将110kV1M所有负荷转至2M运行，将110kV1M由运行转热备用。在倒母的过程中，注意应先投母线互联压板，再将母联变为死开关，防止发生故障时，母联跳不开启动失灵保护，扩大故障范围。投入互联压板的作用是使两条母线的差动回路合成一个大差回路，两个并列刀闸上的环流变成大差回路的内部电流，避免母差保护误动。将母联变为死开关的作用是防止在操作刀闸同时母联开关掉闸，出现用刀闸拉负荷电流的误操作，保证刀闸拉开的仅是微小的母线环流。（4）将#1主变变中101开关由1M热备用冷倒至2M热备用。由于1011刀闸故障，需当其与所有相关设备隔离时才能进行操作，以防止事故扩大。因此对于#1主变变中的倒母操作应采用冷倒而非热倒，即先将原母线所带的线路转冷备用状态后再倒至另一母线上运行。（5）将110kV1M由热备用转运行，110kV旗浸甲线/旗浸乙线、#2主变变中由2M运行热倒至1M运行。（6）将#1主变变中101开关由热备用转运行。以上操作完成后，即实现了转移负荷和退出发热刀闸的目的。
2.2 停运相关设备，检修故障刀闸
（1）110kV旗浸甲线/旗浸乙线、#2主变变中由1M运行热倒至2M运行；（2）110kV1母线、#1主变变中101开关由运行转检修；（3）110kV1母线11TV由冷备用转检修。停运相关设备后，检修班人员对故障刀闸进行了分析，并更换其动触头以及导电环支撑连接线，经运行人员分合闸验收合格后方结束。
2.3 检修完成，恢复投运相关设备
（1）110kV1M11TV由检修转冷备用；（2）110kV1M、#1主变变中101开关由检修转运行；（3）110kV旗浸甲线、旗浸乙线倒至110kV1M运行。事故处理过程全部完成。
3 事故原因分析
故障刀闸检修更换的过程中，检修人员通过对机构零部件外观和结构的观察分析，总结此次事故客观原因如下:（1）环境因素。首先，该变电站坐落于几个大型陶瓷加工厂区域附近，废气排放量大，大量化学活性气体和尘埃对刀闸表面造成了强烈的腐蚀作用，加之高温高湿的环境更加速了空气对刀闸机构的腐蚀过程，使得故障刀闸动触头表面发黑，锈蚀严重，大量锈蚀甚至填充在上导电管中，严重破坏其机械性能，造成分、合闸操作不到位的后果。（2）产品质量因素。首先，机械润滑不达标。产品出厂前未涂润滑脂或所用润滑脂没有达到设计要求的润滑效果，不仅加速了表面锈蚀的过程，还加大了分、合闸时机械运动的阻力。其次，刀闸的防雨罩设计不合理，质量不过关，起不到应有的防雨作用，导致刀闸内部机构进水。最后，刀闸制造精度不足，使得分、合闸行程中相关零部件配合的误差加大，造成了动触头夹不紧的现象。（3）土建基础因素。变电站在建设过程中多使用回填土，表面未沉降完全，且会随时间推移有些许下沉，这种情况造成的影响有两种:当刀闸常年不操作时，基础的沉降现象会在其动、静触头的接触点上产生一个向下的力，达到一定程度便会拉断导电环中的支撑连线；而当刀闸操作时，基础下沉会使得刀闸合闸不到位。
针对此次事故，运检人员也从自身工作出发总结了一系列主观原因:（1）设备运行管理不到位。在运行人员的日常巡视工作中，没有详细观察各个刀闸的外观情况，没有对其表面锈蚀情况进行记录和统计，使部分巡视工作流于形式，在刀闸表面损伤严重时也没有及时通知检修人员进行必要的维护工作，致使情况恶化，最终发生事故。（2）运行人员操作质量不高。事故发生后，运行人员在现场观察到该隔离开关动触头明显偏离正常位置，与静触头之间存在空隙，这增大了刀闸的动、静触头接触电阻，使发热量增加，触头氧化加剧，进一步增大接触电阻，形成恶性循环，最终致使温升过高，导电环支撑连线断裂。若运行人员在上一次合刀闸操作完成后能够仔细检查设备状态，及时发现合闸不到位的情况，就能避免此次事故。（3）安装调试不到位。高压隔离开关一般在工地进行安装调试，其工艺水平和调试标准会对隔离开关的运行起到关键作用。由于伸臂式隔离开关运行所需的操作力矩较大，必须使垂直操作管、导电部分转轴、旋转瓷瓶及操作机构输出轴在同一轴线上，否则动作时会产生附加阻力，所需的操作力就会加大，而且加重了连杆及基础的负担，变形会更加严重，更容易使隔离开关分、合闸不到位。
4 结语
总之，导致隔离开关过热的原因较多，隔离开关过热故障的产生，将对电网运行安全、稳定造成非常不良影响。因此，相关技术人员应从检修管理和运行维护层面出发，加强检修周期管理、检修工艺管理、运行维护管理、运行操作关键点控制、日常巡视等工作；同时，技术人员也必须提高自身的洞察力和警觉性，提高自身工作能力，以切实保证设备的安全可靠运行。
参考文献
[1]夏寿鹏.浅析隔离开关发热原因及处理预防措施[J].中国新技术新产品.2011(4):262-262.
[2]池晓兵,钟娟娟.浅析实际工作中几例隔离开关过热故障的原因及处理措施[J].城市建设理论研究:电子版.2015,5(13).
[3]李纲,丁志勇.隔离开关过热原因分析及防范措施探讨[J].工程技术:全文版.2016(12):00312-00313.
论文作者:杨小明
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/3
标签：母线论文; 操作论文; 故障论文; 人员论文; 触头论文; 原因论文; 负荷论文; 《基层建设》2017年第20期论文;