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摘 要：在电力系统中，高压隔离开关的用量非常大，使用范围广，是一种在线路无载情况下将电气设备和高压电源进行接通或断开的高压输电设备。受到各方面因素的影响，高压隔离开关在实际运行中经常会出现一些故障，如果不对故障进行预防和处理，电网的运行将会受到威胁。文章主要介绍了高压隔离开关在电力系统中的作用，并从常见故障、故障处理和预防措施以及相关试验等方面做了深入分析，以供参考。
关键词：电力系统；高压隔离开关；作用；故障
中图分类号：TM564.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0118-02
高压隔离开关作为一种高压开关设备，具有非常理想的开闭效果，其基本作用就是在线路上没有电流的情况下将电气设备和高压电源接通或断开，能够保证停电检修的安全，在电力系统中扮演着重要角色。由于高压隔离开关的用量非常大，应用范围较广，在实际运行过程中会受到各种因素比如隔离开关质量、运行状况、维护情况、操作方法等的影响，导致高压隔离开关不可避免会出现一些故障，因此，必须对故障产生原因进行深入分析，找出有效的处理措施和预防措施，努力将故障一一排除，为电力系统的安全稳定运行提供保障。
1 高压隔离开关在电力系统中的作用
由于高压隔离开关具有明显的分段间隙，其在电力系统中的主要作用是隔离电源，为检修工作提供安全环境，还能够通断一定的小电流。高压隔离开关中并没有灭弧装置，通常与断路器配合使用，对于其在电力系统中的作用主要有以下几方面：其一，使用高压隔离开关能将高压装置中需要停电的电气设备与带电的电网可靠隔离起来，从而保证电气设备检修工作的安全进行。其二，对于双母线运行的电路，通过高压隔离开关执行切换操作能将电气设备或线路从一组母线切换到另一组母线上运行，改变母线运行方式。其三，可使用高压隔离开关连接或断开小电流电路，比如电压互感器和避雷器的接通或断开、励磁电流不超过2 A的空载变压器和电容电流不超过5 A的空载路的开断。
2 电力系统中高压隔离开关的故障分析
2.1 高压隔离开关的常见故障
高压隔离开关的故障包括机械故障、电气故障，其中最为常见的故障为瓷瓶故障、导电回路发热故障、传动故障、操作故障、锈蚀等。瓷瓶故障表现为瓷瓶闪络、绝缘子断裂，出现这种故障的高压隔离开关以220 kV等级为最多，瓷瓶绝缘子断裂故障的出现通常与产品质量有关，同时也与高压隔离开关本身的质量有关，比如绝缘子浇制不均匀、水泥胶装问题等。高压隔离开关会出现导电回路发热故障，比如在检修和安装时使用过多导电膏、隔离开关触头表面氧化、固定连接接触不良等都会引起高压隔离开关过热，如果高压隔离开关的工作电流过大，温升超过允许值，也容易引起导电回路发热故障。高压隔离开关在运行中通常会出现拒合拒分现象，这种问题主要来自于机构与传动系统的摩擦以及电气元件的问题，比如机构各传动部件在长期运行过程中暴露在大气中，容易受到外界环境影响，若遇水，各个部件就会生锈，最终造成拒合拒分现象，开关的分合就无法到位，高压隔离开关的连杆、传动部位、闸头很容易出现断裂，此外，如果制作工艺不成熟，部件强度等级达不到要求，也容易引起元件破损或断裂，造成拉合闸失灵。
通过实践发现，高压隔离开关对环境有着很高要求：海拔不超过1 000 m，周围环境日平均相对湿度不大于95%，场所没有火灾源、没有易燃、易爆品，没有严重污秽，没有化学腐蚀以及剧烈振动。高压隔离开关的运行对空气污染和雨天非常敏感，若隔离开关长期暴露在大气中，很容易受到空气水蒸气的腐蚀，由于水蒸气的腐蚀性很强，长时间下来，暴露在空气中的元器件都会被腐蚀氧化，使得元器件表面形成氧化膜，导电体电阻增大，影响导电性能；在雨天，中间触指会进水，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，从而引起隔离开关过热。
2.2 高压隔离开关的处理和预防措施
第一，在安装户外高压隔离开关时，应水平安装，确保支持瓷瓶具有一定的防雨作用，安装户内型隔离开关时，应垂直安装，静触头在上方接电源，动触头接负荷；隔离开关的两侧与母线、电缆的接地应牢固，如果在安装过程中遇到铜、铝导体接触时，应采用铜铝过渡接头，防止出现电化腐蚀；高压隔离开关的静触头和动触头要对齐，将开关的操作机构、传动机械调整好，确保分闸操作能够正常进行；若处于合闸位置，必须保证动触头的切入深度能够满足要求，同时动触头与静触头底座要保持一定空隙，避免合闸过猛时给静触头的支持瓷瓶带来破坏。安装过程必须加强监督管理。
第二，加强瓷柱制作工艺，最大限度增加瓷柱强度，加装高强度的补强柱，在高压隔离开关支柱旁也加装补强柱，这样能够防止一支补强柱断裂引起的短路事故。常见的高强度瓷柱有普通增强型50和增强型100，从技术方面来看，前者更为经济实用。
第三，严格按照操作顺序进行操作，对于合上隔离开关的操作，无论是采用手动装置或是绝缘装置进行操作都必须快速果断，避免用力过猛，操作完毕后，及时检查隔离开关是否合上，然后使隔离开关动触头（触指）与静触头可靠接触，检查接触的严密性。对于拉开隔离开关的操作，刚开始时应慢而谨慎，刀片纲快要离开固定触头时应快而迅速，以便能迅速消弧，之后检查隔离开关，确保每相都在断开位置。当操作过程中出现误合时，即使在合闸过程中产生电弧，也不应将隔离开关再次拉开，以防止三相弧光短路事故的发生，如果误拉隔离开关，应立即合闸消灭电弧，若隔离开关已经全部断开，则不能将误拉的开关再次合上。
第四，在高压隔离开关日常运行中，要加大检修力度，扩大检修范围，尽量缩短检修时间；经常更换容易损坏的元器件，对于容易形成氧化膜的元件要制定保护措施，做好元件保护，当元件严重生锈、氧化，应及时予以更换；做好各个元器件的防雨和防锈工作；进行现场操作时，必须严格执行操作要求，做好检修记录，组织人员对故障原因进行分析，确保故障处理措施的科学性与合理性。
2.3 高压隔离开关相关试验
将高压隔离开关的测试工作落到实处，加强金属质量检测，比如触头、连杆、瓷瓶探伤、直流回路电阻测试等。做好检测准备，确定测试方案、测试人员、工具、仪器等，试验人员至少由两人组成，一人操作测试仪，记录测试数据，另一人进行接线的变更和监护，最好在天气晴朗、空气湿度相对较小的环境下进行测试，尽量排除环境因素对试验的影响。此外，还要做好温升试验，考虑场所、温度、日照、养护、污秽等对试验的影响，触头接触压力应调整至允许的最低压力，户外设备试验电流为120%的额定电流值，户内设备的试验电流为110%的额定电流值，在完成机械稳定性实验、动热稳定性试验和开合母线转换电流试验后，应各进行一次温升校核试验。
3 结 语
在电力系统中，高压隔离开关是用于转换电路、保证停电检修安全的关键设备，与电网的安全运行密切相关。受到隔离开关质量、环境、操作、运行维护等方面的影响，加上在电力系统运行设备中的数量最多，最易失修，高压隔离开关很容易出现各种故障。为此，必须加强设备监管，对故障产生原因进行深层次分析，找出切实可行的故障处理措施，把好安装工艺、选材质量、操作顺序关，勤检修，勤维护，掌握设备的日常运行情况，确保电力系统的安全、稳定运行。相信，只要加大技术研究和改造，高压隔离开关在未来相当长一段时间内仍会是电力系统中最为重要的输变电设备。
参考文献：
[1] 马忠强.试论高压隔离开关常见故障分析和处理[J].北京电力高等专科学校学报，2012，（5）.
[2] 蒋平，李晶.高压隔离开关触指压力的测试[J].四川电力技术，2009，（6）.
[3] 李兴旺，吕鸿，卢启付.G4型隔离开关发热缺陷分析及处理[J].广东电力，2012，（9）.
关键词：电力系统；高压隔离开关；作用；故障
中图分类号：TM564.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0118-02
高压隔离开关作为一种高压开关设备，具有非常理想的开闭效果，其基本作用就是在线路上没有电流的情况下将电气设备和高压电源接通或断开，能够保证停电检修的安全，在电力系统中扮演着重要角色。由于高压隔离开关的用量非常大，应用范围较广，在实际运行过程中会受到各种因素比如隔离开关质量、运行状况、维护情况、操作方法等的影响，导致高压隔离开关不可避免会出现一些故障，因此，必须对故障产生原因进行深入分析，找出有效的处理措施和预防措施，努力将故障一一排除，为电力系统的安全稳定运行提供保障。
1 高压隔离开关在电力系统中的作用
由于高压隔离开关具有明显的分段间隙，其在电力系统中的主要作用是隔离电源，为检修工作提供安全环境，还能够通断一定的小电流。高压隔离开关中并没有灭弧装置，通常与断路器配合使用，对于其在电力系统中的作用主要有以下几方面：其一，使用高压隔离开关能将高压装置中需要停电的电气设备与带电的电网可靠隔离起来，从而保证电气设备检修工作的安全进行。其二，对于双母线运行的电路，通过高压隔离开关执行切换操作能将电气设备或线路从一组母线切换到另一组母线上运行，改变母线运行方式。其三，可使用高压隔离开关连接或断开小电流电路，比如电压互感器和避雷器的接通或断开、励磁电流不超过2 A的空载变压器和电容电流不超过5 A的空载路的开断。
2 电力系统中高压隔离开关的故障分析
2.1 高压隔离开关的常见故障
高压隔离开关的故障包括机械故障、电气故障，其中最为常见的故障为瓷瓶故障、导电回路发热故障、传动故障、操作故障、锈蚀等。瓷瓶故障表现为瓷瓶闪络、绝缘子断裂，出现这种故障的高压隔离开关以220 kV等级为最多，瓷瓶绝缘子断裂故障的出现通常与产品质量有关，同时也与高压隔离开关本身的质量有关，比如绝缘子浇制不均匀、水泥胶装问题等。高压隔离开关会出现导电回路发热故障，比如在检修和安装时使用过多导电膏、隔离开关触头表面氧化、固定连接接触不良等都会引起高压隔离开关过热，如果高压隔离开关的工作电流过大，温升超过允许值，也容易引起导电回路发热故障。高压隔离开关在运行中通常会出现拒合拒分现象，这种问题主要来自于机构与传动系统的摩擦以及电气元件的问题，比如机构各传动部件在长期运行过程中暴露在大气中，容易受到外界环境影响，若遇水，各个部件就会生锈，最终造成拒合拒分现象，开关的分合就无法到位，高压隔离开关的连杆、传动部位、闸头很容易出现断裂，此外，如果制作工艺不成熟，部件强度等级达不到要求，也容易引起元件破损或断裂，造成拉合闸失灵。
通过实践发现，高压隔离开关对环境有着很高要求：海拔不超过1 000 m，周围环境日平均相对湿度不大于95%，场所没有火灾源、没有易燃、易爆品，没有严重污秽，没有化学腐蚀以及剧烈振动。高压隔离开关的运行对空气污染和雨天非常敏感，若隔离开关长期暴露在大气中，很容易受到空气水蒸气的腐蚀，由于水蒸气的腐蚀性很强，长时间下来，暴露在空气中的元器件都会被腐蚀氧化，使得元器件表面形成氧化膜，导电体电阻增大，影响导电性能；在雨天，中间触指会进水，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，从而引起隔离开关过热。
2.2 高压隔离开关的处理和预防措施
第一，在安装户外高压隔离开关时，应水平安装，确保支持瓷瓶具有一定的防雨作用，安装户内型隔离开关时，应垂直安装，静触头在上方接电源，动触头接负荷；隔离开关的两侧与母线、电缆的接地应牢固，如果在安装过程中遇到铜、铝导体接触时，应采用铜铝过渡接头，防止出现电化腐蚀；高压隔离开关的静触头和动触头要对齐，将开关的操作机构、传动机械调整好，确保分闸操作能够正常进行；若处于合闸位置，必须保证动触头的切入深度能够满足要求，同时动触头与静触头底座要保持一定空隙，避免合闸过猛时给静触头的支持瓷瓶带来破坏。安装过程必须加强监督管理。
第二，加强瓷柱制作工艺，最大限度增加瓷柱强度，加装高强度的补强柱，在高压隔离开关支柱旁也加装补强柱，这样能够防止一支补强柱断裂引起的短路事故。常见的高强度瓷柱有普通增强型50和增强型100，从技术方面来看，前者更为经济实用。
第三，严格按照操作顺序进行操作，对于合上隔离开关的操作，无论是采用手动装置或是绝缘装置进行操作都必须快速果断，避免用力过猛，操作完毕后，及时检查隔离开关是否合上，然后使隔离开关动触头（触指）与静触头可靠接触，检查接触的严密性。对于拉开隔离开关的操作，刚开始时应慢而谨慎，刀片纲快要离开固定触头时应快而迅速，以便能迅速消弧，之后检查隔离开关，确保每相都在断开位置。当操作过程中出现误合时，即使在合闸过程中产生电弧，也不应将隔离开关再次拉开，以防止三相弧光短路事故的发生，如果误拉隔离开关，应立即合闸消灭电弧，若隔离开关已经全部断开，则不能将误拉的开关再次合上。
第四，在高压隔离开关日常运行中，要加大检修力度，扩大检修范围，尽量缩短检修时间；经常更换容易损坏的元器件，对于容易形成氧化膜的元件要制定保护措施，做好元件保护，当元件严重生锈、氧化，应及时予以更换；做好各个元器件的防雨和防锈工作；进行现场操作时，必须严格执行操作要求，做好检修记录，组织人员对故障原因进行分析，确保故障处理措施的科学性与合理性。
2.3 高压隔离开关相关试验
将高压隔离开关的测试工作落到实处，加强金属质量检测，比如触头、连杆、瓷瓶探伤、直流回路电阻测试等。做好检测准备，确定测试方案、测试人员、工具、仪器等，试验人员至少由两人组成，一人操作测试仪，记录测试数据，另一人进行接线的变更和监护，最好在天气晴朗、空气湿度相对较小的环境下进行测试，尽量排除环境因素对试验的影响。此外，还要做好温升试验，考虑场所、温度、日照、养护、污秽等对试验的影响，触头接触压力应调整至允许的最低压力，户外设备试验电流为120%的额定电流值，户内设备的试验电流为110%的额定电流值，在完成机械稳定性实验、动热稳定性试验和开合母线转换电流试验后，应各进行一次温升校核试验。
3 结 语
在电力系统中，高压隔离开关是用于转换电路、保证停电检修安全的关键设备，与电网的安全运行密切相关。受到隔离开关质量、环境、操作、运行维护等方面的影响，加上在电力系统运行设备中的数量最多，最易失修，高压隔离开关很容易出现各种故障。为此，必须加强设备监管，对故障产生原因进行深层次分析，找出切实可行的故障处理措施，把好安装工艺、选材质量、操作顺序关，勤检修，勤维护，掌握设备的日常运行情况，确保电力系统的安全、稳定运行。相信，只要加大技术研究和改造，高压隔离开关在未来相当长一段时间内仍会是电力系统中最为重要的输变电设备。
参考文献：
[1] 马忠强.试论高压隔离开关常见故障分析和处理[J].北京电力高等专科学校学报，2012，（5）.
[2] 蒋平，李晶.高压隔离开关触指压力的测试[J].四川电力技术，2009，（6）.
[3] 李兴旺，吕鸿，卢启付.G4型隔离开关发热缺陷分析及处理[J].广东电力，2012，（9）.