对GW4系列隔离开关运行检修中异常现象的分析

1 导电回路电阻接触不良及过热 GW4系列隔离开关的导电回路电阻由带有条形触指和柱形触头的导电杆及两副座组成。主要的接触部位是由触指组成的中间触头和接线座内的滚动接触。在运行中这些接触部位均发生过过热现象，造成了主变压器停电或系统运行方式长期受到限制，严重影响了系统运行的灵活性和供电可靠性。从停电后处理过热、接触不良等故障的经验来看，造成故障的主要原因有： (1) 隔离开关合闸时，因其触指弹簧长期处于受拉状态而疲劳，加上中间触指内进水，使弹簧严重生锈甚至锈断，造成触指接触压力下降，接触电阻上升，从而引起过热。在检修时，曾发现许多早期投运产品的触指弹簧现已锈断，条形触指因退火已变软和变形。 (2) 条形触指与柱形触头接触不良。从检修中发现出现该种问题的主要原因有以下几种情况：A条形触指与术形触头单边接触，接触面减少了一半，引起大电流通过时过热；B由于操作频繁，分、合闸过程中，触头间产生的电弧烧损接触面造成接触不良；C条形触指与触头块之间固定的螺栓松动，引起该触面接触不良而进热。 (3) 条形触指与柱形触头长期处于分闸状态时受到大气污染，由于表面氧化及脏污物的作用在接触面上形成电阻率较高的覆盖层，使合闸后造成中间触头过热。 针对上述接触不良和过热的原因，建议采取如下改进和防止措施。 (1) 制造厂应保证条形触指有一定的强度，触指弹簧采用不锈钢或不易锈蚀的材料制造，同时厂方应注意提高导电回路各元件的组装工艺水平。 (2) 对新投运的隔离开关，安装单位应对隔离开关的导电回路进行重点检查，例如解体检查中间触头及其触头弹簧是否完好、组装是否正确、条形触头的固定是否牢靠等。调试时应注意防止中间触头合闸时单边接触。 (3) 运行部门应注意加强巡视检查，以便及时发现导电回路发热问题，进行停电处理或改变运行方式，转移负荷电流；操作时应尽量采用电动操作，以减少分、合闸时触头间产生的电弧烧损时间，减轻触头的烧损。 (4) 提高检修质量。每年至少应对这种系列的隔离开关检修一次。重点检查导电回路触头弹簧的弹性和锈触情况，更换失去弹性或锈蚀严重的触头弹簧；另外应重点检查触指有无变形、过热及变色等异常现象，并清扫接触面；对于烧损严重的条形触指及柱形触头应用砂纸修平，变形严重或因过热而退火变软的触指应予以更换。 接线座触头采用滚动接触，整个组件装于密封罩壳内。一般情况下不易发现内部过热，在年度检修时，由于停电时间较短也不可能进行全部解体检修。我们曾抽查了几台隔离开关的接线座，发现转动轴芯和滚轮间的接触面已氧化；有的二者咬得太紧，转动困难，机械磨损严重；测量发现其接触电阻也较大；罩壳内也因潮气浸入引发开口凝露而造成滚轮压簧等部件锈蚀。为此建议采取如下改进及防护措施： (1) 当检修时间有限时，应重点抽查接线座，有条件时应测量接线座的接触电阻，以监视其接触是否良好。对接触电阻大的接线座应解体检修。 (2) 对新安装的、特别是大额定电流的GW4系列隔离开关，应对接线座进行抽样解体检查、清洗或整个接触面并重新涂中性凡士林，更换变形的滚轮弹簧。对运行年久的隔离开关应更换老化和破损的密封罩的密封圈，以防止进水。 (3) 每次检修后应在接线端子上贴上示温片，用以监视运行中过热情况。 (4) 建议厂家对接线座进行改造，把滚动接触改为铜辫子接触。 2支持绝缘子断裂 早期安装投运的GW4系列隔离开关，其2个支持转动绝缘子由于受到操作和引线的机械负荷等作用，均因发生断裂事故而造成大面积停电。为此，在20世纪80年代初，曾采取了加装加固时支持绝缘子断裂的事故。北京地区就曾发生过一例在停电清扫220KV隔离开关时，由于绝缘子断裂致使检修人员伤亡的重大事故。 针对上述原因，建议采取如下防止对策： (1) 制造厂应提高支持绝缘子法兰根部的浇注工艺水平。笔者在安装和检修中经常发现法兰与绝缘子间松动以及不垂直的情况。在一些扩建工程中安装GW4-110、220型隔离开关时曾发现好多例这样的问题，均要求厂方作了更换。另外建议设计部门尽量选用加强型支持绝缘子。 (2) 安装单位应保证加固支持绝缘子上部的引线托架安装行水平、不倾斜。该支持瓷瓶底部支持槽钢应选用抗弯强度高的槽钢且安装应水平。 (3) 运行时，应尽量减少不必要的倒母线操作，减少对瓷瓶的冲击应力；检修时应尽量采用手动慢动操作。 (4) 因为法兰根部断裂是逐步发展的，所以应加强对隔离开关支持绝缘子法兰根部的巡视检查。在操作和检修时重点检查这些部位。笔者曾好几次在停电检修时查出了法兰根部断裂的严重隐患。 (5) 检修人员在清扫隔离开关时，应采取必要的防护措施，如用杉杆将三相绝缘子捆为一体后再进行工作。 3传动系统的故障 根据我单位情况的统计分析，GW4系列隔离开关传动系统主要存在的问题可归纳如下： (1) 在合闸时柱形触头顶住条形触指，使隔离开关不能合闸；另外合闸时柱形触头常会顶住触头块。 (2) 在合闸时，两导电杆中心不是在一条线上而是呈“八”字形，使柱形触头与条形触指单边接触。 (3) 操作费力，有不平衡、卡滞和严重晃动现象。 (4) 操作传动系统部件损坏，如接头脱焊、拐臂断裂，连杆弯曲等。 (5) 主隔离开关与接地刀闸之间的机械连锁失灵。 上述这些问题，有些将造成导电回路接触不良，使支持绝缘子受到附加弯曲应力，甚至断裂；有些会导致隔离开关拒合和拒分，严重影响安全运行。导致这些问题的主要原因分析如下 ： (1) 由于隔离开关条形触指弹簧锈断或弹性下降，使触头内条形触指的两边排列不整齐，各触指张开角度大小不一样，以致合闸时柱形触头被位于靠近触头中心线的条形触指顶住。当采用电动合闸时，将造成被顶住的条形触指顶弯，使隔离开关合闸不到位，同时还使两支持绝缘子受到水平方向的应力。曾发生过因此而造成支持绝缘子断裂的事故。在检修时，曾发现条形触指排列参差不齐，甚至有的条形触指已处于自由状态的情况。 (2) 　操作时产生的冲击作用使传动系统的销子变形，轴孔因磨损而扩大，加上拉杆接头固定限拉螺母松动，分合操作限位螺钉机械磨损等问题，造成导电杆合闸不到位或合过头，于是两导电杆便不在同一中心线上而是呈“八”字形。另外由于转动支持绝缘子弯曲或绝缘子与法兰面不垂直，也会出现中间触头单面接触的情况。 (3) GW4系列隔离开关的传动系统主要由与操动机构输出轴相连　的垂直转动轴、拐臂及同相和相间水平传动拉杆、隔离开关基座转动轴承座等组成。造成操作费力和转动不平衡的原因有：A相间和同相的水平传动拉杆与接头未焊接在同一中心线上，或水平传动拉杆弯曲，或相间的传动拉杆三相不在同一中心线上，这样将造成传动时三相运动不同步的别扭现象；B传动系统各转动轴销处及基座内的轴承座由于长年运行，缺乏润滑油润滑；C三相传动系统受到的阻力不相等，以致造成操作时隔离开关转动不平稳及卡滞现象　。 (4) 支持绝缘子弯曲及法兰面与绝缘子不垂直。 (5) 主隔离开关与接地刀闸间的机械连锁失灵的原因主要有：A操作不按连锁的操作顺序，强行操作接地开关，故将连锁板损坏变形；B接地隔离开关的连锁板与主隔离开关的连锁板之间有间隙，东接地隔离开关的连锁板固定螺钉松动，使闭锁角度变化而导致连锁失灵。 (6) 接地隔离开关操作费力的原因主要有：A三相间的联运水平转动轴不在同一中心线上；B转轴上的扭力弹簧拧得太紧；C转动部位严重缺乏润滑油润滑。 针对上述原因，建议采取如下对策： （1） 制造厂应提高各部件的制造质量，如连杆接头应焊接牢固，且应保证接头与连杆在同一中心线上；拐臂应焊牢且应与垂直转动轴相垂直；接地开关三相间水平转动轴的固定支撑板的轴孔和接头应在同一中心线上；一些转动限位磨损件应具有足够的强度。 （2） 新投运的隔离开关应严格按厂方安装要求安装。如三相间的水平传动拉杆应保证在同一水平面内，相间的传动拉杆还应保证在同一中心线上；对于接头焊弯曲的连杆应重新割焊；对由于制造或运输造成弯曲的同相间的水平传动拉杆应进行校直；对不在同一中心线上的接地开关相间联运转轴应重新割焊；当支持绝缘子弯曲时，应用垫片调整到正常，如仍不能达到调度要求时则应予以更换，这些问题应彻底解决。新投动时由于传动系统加有润滑油，操作会较轻便，但时间一长即产生操作费力、卡滞及晃动现象。 （3） 年度检修时，应着重检查、调整传动系统，检查各传动部件有无变形和损坏的情况，一经发现即应及时修整和更换。另外应调整磨损的轴销及限位螺钉，检查各紧固螺母有无松动，给各传动部位加润滑没。对于20世纪70年代投运的早期GW4系列隔离开关，由于其支持瓷瓶基座轴承内的润滑油已严重缺乏，若解体加润滑油，工作量太大且需停电的时间太长，此时可在轴承座两侧钻加油孔，安装上牛油嘴，再用高压牛油枪向轴承座内注入润滑油。采用这一措施不仅可大大节约检修工时，而且以后事以在不停电时加润滑油，使隔离开关学期操作轻便，转动平衡，可大大减少卡滞现象出现且减小操作转动噪声。 （4） 对于减轻接地隔离开关的操作费力问题，除应保证相间转动轴在同一水平线上外，还应适当调整好转动轴上的扭力弹簧，使操作力为最小。另外，早期生产的隔离开关所带的接地开关，其合闸限位是靠安装在刀口上的限位弹簧来实现的。当运行年久造成弹簧锈断后，将出现接地开关接触不良和操作合过头而无法返回的现象。为此，建议厂方对此结构加以改进。 （5） 为解决合闸时柱形触头顶住条形触头或顶住触头块的问题，可调整两转动支持绝缘子的角度。另外应更换条形的弹簧，并调整支持绝缘子与之垂直。