高壓隔離開關在變電站一次設備中占比最大、應用範圍最廣,因此對其可靠性要求非常高。在運行中,由於設備質量、環境影響、運維不當等原因,高壓隔離開關易出現鏽蝕、卡澀、發熱等缺陷。
根據國網公司2015年開關設備運行情況統計,高壓隔離開關設備裝用量為368454組,72. 5kV及以上電壓等級隔離開關發生缺陷7682台次,以126kV和252kV電壓等級最多,分別占比61%和31%。根據缺陷類型統計結果,除導電回路發熱屬於電氣故障外,其它類型均屬於機械故障,操動機構二次部件損壞、合分閘操作不到位、一次部件損壞占較大。由此可見,高壓隔離開關機械故障嚴重影響到設備的正常運行,需采取有效的故障檢測方法和故障預防措施,以提升高壓隔離開關設備的運行穩定性和可靠性。
高壓隔離開關典型機械故障原因分析
1、絕緣子斷裂
絕緣子是高壓隔離開關的支撐和旋轉部件,對導電係統和傳動機構起支撐和連接作用。當絕緣子斷裂時,隔離開關的導電係統出現故障,易引發變電站線路短路、停電等事故,嚴重威脅人身和設備安全。
通過對大量的高壓隔離開關絕緣子斷裂事故進行分析,得出絕緣子斷裂的主要原因:
a)瓷件材質不合格。瓷件在製造過程中工藝存在問題,使瓷件有黑色斑點、裂紋、黃芯等,影響到瓷件機械強度和電氣性能。
b)膠裝質量不達標。瓷件膠裝時存在間隙、偏心,膠裝比不合格,或膠裝部位存在堆砂、缺砂等情況,使瓷件應力不均勻。
c)絕緣子老化。絕緣子長期處於強電磁、惡劣天氣環境下,表麵被腐蝕、瓷件不斷老化,使絕緣子機械強度不夠。
d)部件設計不合理。部件結構設計不合理,使絕緣子部分位置受力過大,易斷裂。
e)安裝操作不合規。安裝時調整位置不當,使部件機械載荷過大,或操作時力矩過大,對絕緣子衝擊過大,易引起部件折斷。
2、操作不靈活
高壓隔離開關在動作過程中,部件鏽蝕、控製回路接觸不良等情況造成操作過程不靈活,出現卡澀、停頓,開關分合不到位等問題,進而導致部分位置過熱或損壞,對設備的運行安全有嚴重影響。
通過對大量的高壓隔離開關絕緣子斷裂事故進行分析,得出操作不靈活的主要原因:
a)部件鏽蝕。起傳動作用的軸承或銷軸等部件缺乏防水密封措施,使部件出現鏽蝕、卡澀等現象。
b)傳動部件工藝不達標。傳動部件加工工藝不達標,部件表麵過於粗糙,相互間配合不順暢,使操作過程不夠靈活。
c)控製回路接觸不良。控製回路元件質量存在問題,使觸點接觸不良,影響信號傳輸,進而出現卡頓、不到位等情況。
d)安裝調試不到位。安裝調試時部件位置不合適,導致後期發生扭曲,使傳動過程出現卡滯等現象。
3、部件鏽蝕
鏽蝕是高壓隔離開關的常見問題,部件由於環境影響、材質、防護不當等原因鏽蝕,會影響部件的機械性能和導電性能,對設備正常運行存在安全隱患。
部件鏽蝕的主要原因有以下幾點:
a)部件材質易腐蝕。選用的部件材質的抗腐蝕能力差,在受潮、氧化時易腐蝕而破裂。
b)部件形狀設計欠考量。部分零件的結構或形狀設計欠妥,易進水受潮且無排水孔,在焊接處工藝不達標,易腐蝕。
c)防護措施不到位。部件表麵防護措施不到位,防腐、防水層過薄或材料選用不當,在長期惡劣環境下,尤其是不同金屬接觸麵易腐蝕,檢修時沒有進行有效的防護處理。