浅议隔离开关的应用及故障处理

摘 要：牵引变电所是铁路供电系统中实现电能转换的枢纽。高压隔离开关是牵引变电所中重要的高压开关电器，也是应用范围很广的一次设备。随着综合远动系统的广泛应用，有人值班变配电站逐渐向无人变配电站过渡，值班方式的改进必然带来了检修方式的改变，即逐渐由“定期修”向“状态修”的转变。然而，“状态修”的检修周期在逐渐延长，一旦使用中的高压隔离开关发生故障，将直接影响整个牵引供电系统和铁路行车的安全。从高压隔离开关的作用、运行中常见的故障及其产生原因、检修办法等方面进行了阐述，希望对现场相关设备的维护起到一定的指导意义。 关键词：隔断开关；运行故障；检修方法；供电系统

中图分类号：TM564 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.140

1 高压隔离开关的作用

高压隔离开关具有隔离电压的功能，由于其不带灭弧装置，在有负荷或短路存在大电流时，无法直接使用高压隔离开关进行切断、合闸操作，只可用于开合避雷器、电抗器等不产生电弧的某些切换操作，或配合断路器进行不带电操作；停电或其他检修工作时，需要将供电系统中需要停电的部分与带电部分彻底分离，以保证作业人员的安全，高压隔离开关具有明显切断两部分的功能；在一些特殊的供电系统中，有时需要改变供电系统的运行方式，而高压隔离开关可对某些电路的进行切换操作，从而达到改变供电运行方式的目的，各电压等级供配电系统都有对应可选的设备与之匹配。

2 高压隔离开关的操作顺序

2.1 合上隔离开关时的操作顺序

合上隔离开关时的操作顺序有2步：①在办理好有关倒闸作业手续后，方可进行开合隔离开关的操作，操作时要迅速、果断，要求一步到位，避免中间停留。但在合闸终了时用力不可过猛，以免损坏设备，使机构变形，导致瓷瓶破裂等。这种操作要求适用于手动传动装置或用绝缘杆操作的情况。②隔离开关合闸结束后，操作人员应该仔细检查触头的密贴度，确认合闸是否到位。一般在合好后，隔离开关两臂处于一条直线。

2.2 断开隔离开关的操作顺序

断开隔离开关的操作顺序有2步：①开始时缓慢、小心，分离过程则应迅速、有力。特别对于没有断路器配合，需要直接断开的小电流，比如切断敷设电缆或架空线路的充电电流、断开牵引变压器的空载电流，在此情况下，打开隔离开关时更应迅速、果断，如果缓慢打开，则易产生拉弧。②操作结束后，再次检查隔离开关的每相是否处于断开位置，并使触头尽量拉到设计位置，以保证安全。

2.3 失误开合隔离开关时的操作顺序

失误开合隔离开关时的操作顺序有2步：①隔离开关误合

闸时，不允许突然再次将隔离开关拉开。这是因为突然再次拉开相当于带负荷操作隔离开关，很可能造成三相电弧事故，进而造成人员和设备的进一步损失。②隔离开关误拉开时，一般在动触头刚离开静触头时便产生了电弧。此时，立即合上开关即可灭弧，从而避免事故发生。如果隔离开关已完全断开，则禁止在没有采取其他安全措施的情况下闭合隔离开关。

3 高压隔离开关常见故障及其原因

3.1 隔离开关过热故障

发生隔离开关过热故障后，当运行电流还为达到额定值的60%时便已经出现不正常的发热现象，这是在投运前调试和检修中无法发现的问题。其原因有以下3点：①在安装和检修时，使用了过多的导电膏。在检修工作中，维修人员会认为导电膏越多，导电性能则越好。但在实际中，导电膏在触头表面过厚会造成金属接触部分距离加大，进而降低了导电性。该原因被认为是隔离开关发热的主要原因。②高压隔离开关的触头表面氧化，进而使接触电阻增大。接触电阻越大，隔离开关接触面的电流就越大，电流越大，则发热就越明显。这种热作用加剧了氧化物薄膜的生成和烧伤沉积，最终造成高压隔离开关触头部分的过热故障。③高压隔离开关的联接部位导电性能下降。比如固定接触部位的螺栓松脱、接触表面不光滑、触头镀层脱落或雨水和尘土渗进接触面使其氧化、铜铝导电部分接触产生的电化腐蚀 等原因，都能引起隔离开关非正常发热。

3.2 绝缘瓷瓶断裂故障

110 kV和220 kV等级以上的高压隔离开关易发生绝缘瓷瓶故障，甚至发展成为重大事故。因此，绝缘瓷瓶的质量对设备的安全运行起着关键性作用。现场运行数据表明，旋转瓷瓶和支柱绝缘子断裂事故时有发生，究其原因主要有厂家在生产绝缘子的浇制过程不均匀、安装隔离开关时绝缘瓷瓶的位置超限、运行中防雷和放过电压措施不到位、水泥胶装绝缘瓷瓶不牢固等。

3.3 导电部分锈蚀

户外高压隔离开关避免不了发生导电部分的锈蚀现象，尤其在雨水较多和环境污染严重的地区。由于气候等属于外因，无法改变，所以，只能从内因方面改进。造成导电部分锈蚀的内因是多方面，比如产品设计、材料选择和检修工艺等。

3.3.1 产品设计

比如转动轴承内部锈蚀，关键是没有采用可靠的密封措施，且与采用的润滑脂有关；折叠式平衡弹簧的锈蚀是因为设计上没有采用密封结构而造成的；导电管和传动管内部积水导致的生锈是因为在设计上没有考虑防水所致。

3.3.2 材料选材

金属部件的选材不当是锈蚀发生内因中的主要原因，比如螺栓、螺母、机构箱、轴销和弹簧等采用了普通金属材料，户外设备在长时间运行后，必然造成金属氧化，即锈蚀。

3.3.3 检修维护不到位

不按时检修维护高压隔离开关，甚至长期不重视锈蚀的检修防护，是产生锈蚀的内因之一。即使材料的抗腐蚀性能强、防护做的好，如果不按照技术标准定期进行维护，也会导致锈蚀发生。

4 高压隔离开关常见故障的处理措施

4.1 隔离开关过度发热的处理办法

隔离开关过度发热的处理办法有以下3种：①隔离开关触头过热时，应按照技术规范进行动、静触头上的积污清理工作，同时，擦拭触头金属部分至发亮状态，并按规范标准涂上导电膏。②触头表面氧化。需要在检修刀闸时，用锉刀和砂布等工具对金属接触部分进行处理，使接触面保持平整，并具有金属亮度；涂上适量的电力脂，再测量隔离开关的接触电阻。③动、静触头接触不良时，应在安装和检修中对螺栓进行压紧，并在接触部分涂电力脂，以提高其导电性能，防止接触部分腐蚀或氧化。

4.2 瓷瓶断裂故障的处理办法

对于瓷绝缘子的断裂问题，必须予以高度重视、精修治理。应抓住源头，厂家要严格绝缘瓷瓶的工艺设计和流程，控制生产过程的质量标准；每个绝缘瓷瓶都应经过标准检测试验，产品合格后再出厂销售，隔离开关制造厂要把好外购零件关，杜绝使用不合格的零件，运营和建设单位要严格落实采购技术政策，选用技术可靠、整体质量优良的隔离开关。

4.3 隔离开关锈蚀的处理办法

多种因素造成了隔离开关金属导电部分的锈蚀。螺母、机构箱、轴销和螺栓等部件可采用性能更好的不锈钢材料，操作机构箱外壳可以选用铸铝整体结构；对转动轴承内部、折叠式开关弹簧进行可靠的密封；对导电管和传动管内部进行防水设计；提高行业标准，使制造厂家意识到防腐、防锈是高压隔离开关安全运行的关键所在，设备采购部门应做好产品检验招标的入口管理；供电段等设备管理单位在日常检修维护中，应切实将金属部分防锈蚀工作落到实处。

5 结束语

随着电气化铁路大规模建设并投入运营，牵引变配电所的数量也在逐渐增加。为了降低劳动力成本，值班人员数量不可能大幅度增长，特别远动系统应用后，更是减少了对值班人员的需求。这就要求形成可靠的技术保证体系，从设备选型到安装质量，再到检修维护都要求具有高可靠性、高安全性，免维护、少维修逐渐成为当前开关设备的检修目标，从而减少运行维护工作量，保证供电系统的可靠性、安全性。

参考文献

[1]谭秀炳.交流电气化铁道牵引供电系统[M].成都：西南交大出版社，2012.

[2]张宗伟，卢昌宏.GW5-126型隔离开关触头烧损故障分析及对策[J].高压电器，2011（02）.

[3]李群沾.牵引供电系统分析[M].成都：西南交大出版社，2009.

〔编辑：张思楠〕

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