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【摘 要】在坚强智能电网发展的背景下，提出研究500kV隔离开关的故障分析和处理技术的必要性，介绍了500kV隔离开关的结构和工作原理，分析了500kV隔离开关控制回路常见故障类型及故障解决措施，最后对500kV隔离开关故障分析及处理技术进行了总结和展望。
【关键词】500kV；隔离开关；故障分析；处理
0.引言
随着我国发展坚强智能电网的进程不断推进，电网向着自动化与智能化的方向不断发展，电网输电电压等级不断提升、网架结构日益庞大、系统特性更加复杂，500kV输电线路不断增多，500kV隔离开关使用量大、对工作可靠性要求高，本文将对其故障分析和处理技术展开探讨。
1.500kV隔离开关的结构和工作原理
要分析500kV隔离开关的故障，必须首先对隔离开关的结构和工作原理有较深入的了解。本文以河南平高电气的GW17型号为例，阐述500kV隔离开关的结构和工作原理。GW17型500kV隔离开关在工作中通过折叠运动和夹紧运动来完成对电力系统内部有电和无电部分的隔离，开断小电流电路，实现倒闸操作。其主要结构包括：
1.1底座
用于支持和固定隔离开关，隔离开关的导电部分、传动机构、操作机构等共同固定在底座上。
1.2导电部分
隔离开关的导电部分主要用于开断电流，包括动静触头、闸刀等
1.3绝缘子
隔离开关绝缘子用于将隔离开关的导电部分与对地部分隔离。
1.4传动机构
传功机构是隔离开关的机械主回路，用于带动拐臂、连杆、轴齿等机构来完成隔离开关的相应分合操作。
1.5操作机构
操作机构是隔离开关的控制主回路，用于控制隔离开关的机构操作，有气动、液压、电动等多种方式。
2.500kV隔离开关控制回路常见故障类型
受到现场各类复杂因素影响，500kV隔离开关在现场运行中故障率相对较高，尤其是现场运行时间较长的隔离开关，经常出现机械卡涩、操作回路失灵、隔离开关过热、继电器损坏、接触器故障、端子接触不良等情况。其中，隔离开关控制回路的故障是500kV隔离开关操作失灵的常见原因。
目前隔离开关的分合闸控制回路常见故障大致可以分为四种，下文将就这四种展开深入讨论。
2.1故障类型1
无法远控分合闸，但能够就地操作无法远控分合闸是指隔离开关的远方遥控回路失效，当现场选控把手切换到“远方”，同时继电保护设备发出远控分合闸命令时，隔离开关并未执行命令。但现场选控把手切换到“就地”时，可以正确执行命令。
2.2故障类型2
无法就地分合闸，但能够远控操作与第2.1 种情况相反，这种情况下，现场选控把手切换到“就地”时无法进行分合闸操作，但通过现场选控把手切换到“远方”时，隔离开关的分合闸机构能够正确响应远控命令。
2.3故障类型3
无法远控和就地分合闸，但接触器磁吸可以分合闸这种情况下，按下接触器磁吸可以分合闸，但在远控和就地分合闸时，分合闸接触器可能不动作，或则动作后立即返回，导致无法成功分合闸。
2.4故障类型4
仅能够手摇操作分合闸这是隔离开关故障中最隐蔽的一种故障，此种情况下，远控、就地、按下接触器磁吸均不能分合闸，只能够进行手摇操作。这种情况多是由断线或电源异常引起的。
3.500kV隔离开关控制回路故障处理方法
作为在500kV电力系统中应用最广泛的高压开关设备，隔离开关的结构相对简单、造价不高，却具有很高的使用频率，在系统倒闸操作中使用非常频繁。因此，有必要积极研究500kV隔离开关控制回路故障处理方法，以提升系统的系统供电可靠性和安全性。
3.1针对类型1的故障处理方法
针对无法远控分合闸的现象，对远控回路进行仔细排查，包括远控回路中是否存在断线、线路连接端子是否松动、测量远控回路中各个触点的通断和电阻导通情况，并重点排查中间继电器的接点状况，以及选控开关切换到“远方”时，触点是否切换不良。
3.2针对类型2的故障处理方法
针对无法就地分合闸的问题，检查就地回路中是否存在断线、端子松动、接线错误等情况，测量就地回路中各个触点的通断和电阻导通情况。根据表1的数据可见，就地回路无法分合闸的情况概率相对较低，在该500kV变电站连续五年的监控数据中，仅出现了2次无法就地分合闸、但能够进行远控操作的情况，对于就地回路无法分合闸的故障也相对容易排除，一般是由于就地回路的接线问题或触电接触不良。
3.3针对类型3的故障处理方法
远控和就地都无法分合闸，基本可以排除远控回路或就地回路单个回路的问题，而可能是某些共性问题，包括：控制电源异常、电源回路断线、防误闭锁回路不导通等。如果上述可能故障原因都得到了排除，应重点检查接触器的自保持触电通断是否良好，隔离开关运行的环境较为恶劣，经过一段较长时间的运行和损耗，接触器的端子表面可能出现锈蚀，导致触点电阻增大，引起分合闸自保持回路电流降低，当电流低于接触器的动作电流时，就会导致远控和就地都无法分合闸的情况。
3.4针对类型4的故障处理方法
当远控回路、就地回路等回路都失效，仅能够手摇操作分合闸时，基本可以定位到回路断线和交流电源失电两种情况，根据对该变电站连续五年来发生的18起故障的分析，多为这两种故障原因引起，此外，偶有电动机机械故障引起回路失效的情况。
4.总结
（1）根据对上述四种类型隔离开关控制回路常见故障现象分析和处理措施研究，可以总结出隔离开关故障的常见原因主要有：回路断线、接触不良、接线有误、电源异常、接触器和继电器故障、防误闭锁回路故障、辅助触点开路等。
（2）结合现场的统计数据和实际运行经验，接触器和中间继电器损坏，是引起隔离开关故障的最重要因素，由于500kV隔离开关的操作机构箱是户外安装的，受到温度、湿度、天气等因素的影响，在空气湿度大、降雨量高的地区，很容易引起雨水侵入操作机构箱内部，引起接触器或中间继电器故障。因此，有必要加强户外隔离开关的防水措施，做好设备的运行和维护管理工作。
（3）随着500kV变电站在电力系统内部的不断增多，高压输电系统特有的系统特性，包括操作过电压、特快速瞬态过电压（VFTO）、直流分量衰减慢、暂态特性复杂等，也对隔离开关的运行有一定影响，对隔离开关可靠水平与高压系统的配合问题，还有待进一步研究。
【参考文献】
[1]韦斌.500kV隔离开关常见的控制回路故障及分析[J].电气应用，2010（17）：64-67.
[2]孙亚辉.电动操作隔离开关控制回路设计分析与应用]J].电气技术，2010（9）：67-69.
[3]丁峰.500 kV 变电站隔离刀闸控制回路绝缘异常分析[J].电工技术，2011（8）：49-51.
【关键词】500kV；隔离开关；故障分析；处理
0.引言
随着我国发展坚强智能电网的进程不断推进，电网向着自动化与智能化的方向不断发展，电网输电电压等级不断提升、网架结构日益庞大、系统特性更加复杂，500kV输电线路不断增多，500kV隔离开关使用量大、对工作可靠性要求高，本文将对其故障分析和处理技术展开探讨。
1.500kV隔离开关的结构和工作原理
要分析500kV隔离开关的故障，必须首先对隔离开关的结构和工作原理有较深入的了解。本文以河南平高电气的GW17型号为例，阐述500kV隔离开关的结构和工作原理。GW17型500kV隔离开关在工作中通过折叠运动和夹紧运动来完成对电力系统内部有电和无电部分的隔离，开断小电流电路，实现倒闸操作。其主要结构包括：
1.1底座
用于支持和固定隔离开关，隔离开关的导电部分、传动机构、操作机构等共同固定在底座上。
1.2导电部分
隔离开关的导电部分主要用于开断电流，包括动静触头、闸刀等
1.3绝缘子
隔离开关绝缘子用于将隔离开关的导电部分与对地部分隔离。
1.4传动机构
传功机构是隔离开关的机械主回路，用于带动拐臂、连杆、轴齿等机构来完成隔离开关的相应分合操作。
1.5操作机构
操作机构是隔离开关的控制主回路，用于控制隔离开关的机构操作，有气动、液压、电动等多种方式。
2.500kV隔离开关控制回路常见故障类型
受到现场各类复杂因素影响，500kV隔离开关在现场运行中故障率相对较高，尤其是现场运行时间较长的隔离开关，经常出现机械卡涩、操作回路失灵、隔离开关过热、继电器损坏、接触器故障、端子接触不良等情况。其中，隔离开关控制回路的故障是500kV隔离开关操作失灵的常见原因。
目前隔离开关的分合闸控制回路常见故障大致可以分为四种，下文将就这四种展开深入讨论。
2.1故障类型1
无法远控分合闸，但能够就地操作无法远控分合闸是指隔离开关的远方遥控回路失效，当现场选控把手切换到“远方”，同时继电保护设备发出远控分合闸命令时，隔离开关并未执行命令。但现场选控把手切换到“就地”时，可以正确执行命令。
2.2故障类型2
无法就地分合闸，但能够远控操作与第2.1 种情况相反，这种情况下，现场选控把手切换到“就地”时无法进行分合闸操作，但通过现场选控把手切换到“远方”时，隔离开关的分合闸机构能够正确响应远控命令。
2.3故障类型3
无法远控和就地分合闸，但接触器磁吸可以分合闸这种情况下，按下接触器磁吸可以分合闸，但在远控和就地分合闸时，分合闸接触器可能不动作，或则动作后立即返回，导致无法成功分合闸。
2.4故障类型4
仅能够手摇操作分合闸这是隔离开关故障中最隐蔽的一种故障，此种情况下，远控、就地、按下接触器磁吸均不能分合闸，只能够进行手摇操作。这种情况多是由断线或电源异常引起的。
3.500kV隔离开关控制回路故障处理方法
作为在500kV电力系统中应用最广泛的高压开关设备，隔离开关的结构相对简单、造价不高，却具有很高的使用频率，在系统倒闸操作中使用非常频繁。因此，有必要积极研究500kV隔离开关控制回路故障处理方法，以提升系统的系统供电可靠性和安全性。
3.1针对类型1的故障处理方法
针对无法远控分合闸的现象，对远控回路进行仔细排查，包括远控回路中是否存在断线、线路连接端子是否松动、测量远控回路中各个触点的通断和电阻导通情况，并重点排查中间继电器的接点状况，以及选控开关切换到“远方”时，触点是否切换不良。
3.2针对类型2的故障处理方法
针对无法就地分合闸的问题，检查就地回路中是否存在断线、端子松动、接线错误等情况，测量就地回路中各个触点的通断和电阻导通情况。根据表1的数据可见，就地回路无法分合闸的情况概率相对较低，在该500kV变电站连续五年的监控数据中，仅出现了2次无法就地分合闸、但能够进行远控操作的情况，对于就地回路无法分合闸的故障也相对容易排除，一般是由于就地回路的接线问题或触电接触不良。
3.3针对类型3的故障处理方法
远控和就地都无法分合闸，基本可以排除远控回路或就地回路单个回路的问题，而可能是某些共性问题，包括：控制电源异常、电源回路断线、防误闭锁回路不导通等。如果上述可能故障原因都得到了排除，应重点检查接触器的自保持触电通断是否良好，隔离开关运行的环境较为恶劣，经过一段较长时间的运行和损耗，接触器的端子表面可能出现锈蚀，导致触点电阻增大，引起分合闸自保持回路电流降低，当电流低于接触器的动作电流时，就会导致远控和就地都无法分合闸的情况。
3.4针对类型4的故障处理方法
当远控回路、就地回路等回路都失效，仅能够手摇操作分合闸时，基本可以定位到回路断线和交流电源失电两种情况，根据对该变电站连续五年来发生的18起故障的分析，多为这两种故障原因引起，此外，偶有电动机机械故障引起回路失效的情况。
4.总结
（1）根据对上述四种类型隔离开关控制回路常见故障现象分析和处理措施研究，可以总结出隔离开关故障的常见原因主要有：回路断线、接触不良、接线有误、电源异常、接触器和继电器故障、防误闭锁回路故障、辅助触点开路等。
（2）结合现场的统计数据和实际运行经验，接触器和中间继电器损坏，是引起隔离开关故障的最重要因素，由于500kV隔离开关的操作机构箱是户外安装的，受到温度、湿度、天气等因素的影响，在空气湿度大、降雨量高的地区，很容易引起雨水侵入操作机构箱内部，引起接触器或中间继电器故障。因此，有必要加强户外隔离开关的防水措施，做好设备的运行和维护管理工作。
（3）随着500kV变电站在电力系统内部的不断增多，高压输电系统特有的系统特性，包括操作过电压、特快速瞬态过电压（VFTO）、直流分量衰减慢、暂态特性复杂等，也对隔离开关的运行有一定影响，对隔离开关可靠水平与高压系统的配合问题，还有待进一步研究。
【参考文献】
[1]韦斌.500kV隔离开关常见的控制回路故障及分析[J].电气应用，2010（17）：64-67.
[2]孙亚辉.电动操作隔离开关控制回路设计分析与应用]J].电气技术，2010（9）：67-69.
[3]丁峰.500 kV 变电站隔离刀闸控制回路绝缘异常分析[J].电工技术，2011（8）：49-51.