淺議隔離開關的應用及故障處理

王宇

摘 要：牽引變電所是鐵路供電系統中實現電能轉換的樞紐。高壓隔離開關是牽引變電所中重要的高壓開關電器，也是應用范圍很廣的一次設備。隨著綜合遠動系統的廣泛應用，有人值班變配電站逐漸向無人變配電站過渡，值班方式的改進必然帶來了檢修方式的改變，即逐漸由“定期修”向“狀態修”的轉變。然而，“狀態修”的檢修周期在逐漸延長，一旦使用中的高壓隔離開關發生故障，將直接影響整個牽引供電系統和鐵路行車的安全。從高壓隔離開關的作用、運行中常見的故障及其產生原因、檢修辦法等方面進行了闡述，希望對現場相關設備的維護起到一定的指導意義。 關鍵詞：隔斷開關；運行故障；檢修方法；供電系統

中圖分類號：TM564 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.140

1 高壓隔離開關的作用

高壓隔離開關具有隔離電壓的功能，由于其不帶滅弧裝置，在有負荷或短路存在大電流時，無法直接使用高壓隔離開關進行切斷、合閘操作，只可用于開合避雷器、電抗器等不產生電弧的某些切換操作，或配合斷路器進行不帶電操作；停電或其他檢修工作時，需要將供電系統中需要停電的部分與帶電部分徹底分離，以保證作業人員的安全，高壓隔離開關具有明顯切斷兩部分的功能；在一些特殊的供電系統中，有時需要改變供電系統的運行方式，而高壓隔離開關可對某些電路的進行切換操作，從而達到改變供電運行方式的目的，各電壓等級供配電系統都有對應可選的設備與之匹配。

2 高壓隔離開關的操作順序

2.1 合上隔離開關時的操作順序

合上隔離開關時的操作順序有2步：①在辦理好有關倒閘作業手續后，方可進行開合隔離開關的操作，操作時要迅速、果斷，要求一步到位，避免中間停留。但在合閘終了時用力不可過猛，以免損壞設備，使機構變形，導致瓷瓶破裂等。這種操作要求適用于手動傳動裝置或用絕緣桿操作的情況。②隔離開關合閘結束后，操作人員應該仔細檢查觸頭的密貼度，確認合閘是否到位。一般在合好后，隔離開關兩臂處于一條直線。

2.2 斷開隔離開關的操作順序

斷開隔離開關的操作順序有2步：①開始時緩慢、小心，分離過程則應迅速、有力。特別對于沒有斷路器配合，需要直接斷開的小電流，比如切斷敷設電纜或架空線路的充電電流、斷開牽引變壓器的空載電流，在此情況下，打開隔離開關時更應迅速、果斷，如果緩慢打開，則易產生拉弧。②操作結束后，再次檢查隔離開關的每相是否處于斷開位置，并使觸頭盡量拉到設計位置，以保證安全。

2.3 失誤開合隔離開關時的操作順序

失誤開合隔離開關時的操作順序有2步：①隔離開關誤合

閘時，不允許突然再次將隔離開關拉開。這是因為突然再次拉開相當于帶負荷操作隔離開關，很可能造成三相電弧事故，進而造成人員和設備的進一步損失。②隔離開關誤拉開時，一般在動觸頭剛離開靜觸頭時便產生了電弧。此時，立即合上開關即可滅弧，從而避免事故發生。如果隔離開關已完全斷開，則禁止在沒有采取其他安全措施的情況下閉合隔離開關。

3 高壓隔離開關常見故障及其原因

3.1 隔離開關過熱故障

發生隔離開關過熱故障后，當運行電流還為達到額定值的60%時便已經出現不正常的發熱現象，這是在投運前調試和檢修中無法發現的問題。其原因有以下3點：①在安裝和檢修時，使用了過多的導電膏。在檢修工作中，維修人員會認為導電膏越多，導電性能則越好。但在實際中，導電膏在觸頭表面過厚會造成金屬接觸部分距離加大，進而降低了導電性。該原因被認為是隔離開關發熱的主要原因。②高壓隔離開關的觸頭表面氧化，進而使接觸電阻增大。接觸電阻越大，隔離開關接觸面的電流就越大，電流越大，則發熱就越明顯。這種熱作用加劇了氧化物薄膜的生成和燒傷沉積，最終造成高壓隔離開關觸頭部分的過熱故障。③高壓隔離開關的聯接部位導電性能下降。比如固定接觸部位的螺栓松脫、接觸表面不光滑、觸頭鍍層脫落或雨水和塵土滲進接觸面使其氧化、銅鋁導電部分接觸產生的電化腐蝕 等原因，都能引起隔離開關非正常發熱。

3.2 絕緣瓷瓶斷裂故障

110 kV和220 kV等級以上的高壓隔離開關易發生絕緣瓷瓶故障，甚至發展成為重大事故。因此，絕緣瓷瓶的質量對設備的安全運行起著關鍵性作用?，F場運行數據表明，旋轉瓷瓶和支柱絕緣子斷裂事故時有發生，究其原因主要有廠家在生產絕緣子的澆制過程不均勻、安裝隔離開關時絕緣瓷瓶的位置超限、運行中防雷和放過電壓措施不到位、水泥膠裝絕緣瓷瓶不牢固等。

3.3 導電部分銹蝕

戶外高壓隔離開關避免不了發生導電部分的銹蝕現象，尤其在雨水較多和環境污染嚴重的地區。由于氣候等屬于外因，無法改變，所以，只能從內因方面改進。造成導電部分銹蝕的內因是多方面，比如產品設計、材料選擇和檢修工藝等。

3.3.1 產品設計

比如轉動軸承內部銹蝕，關鍵是沒有采用可靠的密封措施，且與采用的潤滑脂有關；折疊式平衡彈簧的銹蝕是因為設計上沒有采用密封結構而造成的；導電管和傳動管內部積水導致的生銹是因為在設計上沒有考慮防水所致。

3.3.2 材料選材

金屬部件的選材不當是銹蝕發生內因中的主要原因，比如螺栓、螺母、機構箱、軸銷和彈簧等采用了普通金屬材料，戶外設備在長時間運行后，必然造成金屬氧化，即銹蝕。

3.3.3 檢修維護不到位

不按時檢修維護高壓隔離開關，甚至長期不重視銹蝕的檢修防護，是產生銹蝕的內因之一。即使材料的抗腐蝕性能強、防護做的好，如果不按照技術標準定期進行維護，也會導致銹蝕發生。

4 高壓隔離開關常見故障的處理措施

4.1 隔離開關過度發熱的處理辦法

隔離開關過度發熱的處理辦法有以下3種：①隔離開關觸頭過熱時，應按照技術規范進行動、靜觸頭上的積污清理工作，同時，擦拭觸頭金屬部分至發亮狀態，并按規范標準涂上導電膏。②觸頭表面氧化。需要在檢修刀閘時，用銼刀和砂布等工具對金屬接觸部分進行處理，使接觸面保持平整，并具有金屬亮度；涂上適量的電力脂，再測量隔離開關的接觸電阻。③動、靜觸頭接觸不良時，應在安裝和檢修中對螺栓進行壓緊，并在接觸部分涂電力脂，以提高其導電性能，防止接觸部分腐蝕或氧化。

4.2 瓷瓶斷裂故障的處理辦法

對于瓷絕緣子的斷裂問題，必須予以高度重視、精修治理。應抓住源頭，廠家要嚴格絕緣瓷瓶的工藝設計和流程，控制生產過程的質量標準；每個絕緣瓷瓶都應經過標準檢測試驗，產品合格后再出廠銷售，隔離開關制造廠要把好外購零件關，杜絕使用不合格的零件，運營和建設單位要嚴格落實采購技術政策，選用技術可靠、整體質量優良的隔離開關。

4.3 隔離開關銹蝕的處理辦法

多種因素造成了隔離開關金屬導電部分的銹蝕。螺母、機構箱、軸銷和螺栓等部件可采用性能更好的不銹鋼材料，操作機構箱外殼可以選用鑄鋁整體結構；對轉動軸承內部、折疊式開關彈簧進行可靠的密封；對導電管和傳動管內部進行防水設計；提高行業標準，使制造廠家意識到防腐、防銹是高壓隔離開關安全運行的關鍵所在，設備采購部門應做好產品檢驗招標的入口管理；供電段等設備管理單位在日常檢修維護中，應切實將金屬部分防銹蝕工作落到實處。

5 結束語

隨著電氣化鐵路大規模建設并投入運營，牽引變配電所的數量也在逐漸增加。為了降低勞動力成本，值班人員數量不可能大幅度增長，特別遠動系統應用后，更是減少了對值班人員的需求。這就要求形成可靠的技術保證體系，從設備選型到安裝質量，再到檢修維護都要求具有高可靠性、高安全性，免維護、少維修逐漸成為當前開關設備的檢修目標，從而減少運行維護工作量，保證供電系統的可靠性、安全性。

參考文獻

[1]譚秀炳.交流電氣化鐵道牽引供電系統[M].成都：西南交大出版社，2012.

[2]張宗偉，盧昌宏.GW5-126型隔離開關觸頭燒損故障分析及對策[J].高壓電器，2011（02）.

[3]李群沾.牽引供電系統分析[M].成都：西南交大出版社，2009.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： Traction substation is the railway power supply system to achieve power conversion hub. The high-voltage switch is the important high-voltage switch in the traction substation， and is also a widely used equipment.. With the extensive application of integrated telecontrol system， one on duty substation gradually into an empty variable power distribution transition， improvement on duty will inevitably bring about the changes in maintenance mode， and gradually by the “regular” change to “state”. However， the maintenance cycle of the “status repair” gradually extended， once the high voltage isolated switch faults occur， it will directly affect the whole traction power supply system and railway traffic safety.. High-voltage isolating switches from the role， in the operation of the common fault and its causes and repair methods are described， want to have certain guiding significance to the field equipment maintenance.

Key words： partition switch； running fault； maintenance method； power supply system