摘要：隔離開關是電力系統中的重要設備之一，提高隔離開關的運行可靠性，是當前提高系統可靠性、保證電力系統安全、穩定運行的當務之急。為了消除隱患，保證系統的安全穩定運行必須對設備進行完善化改造，該文系統的論述了北京電力公司隔離開關存在的問題、相應改造方案及效果分析。

關鍵詞：隔離開關；變電站；改造

隔離開關是電力系統中的重要設備之一，在變電站主設備中占的數量大，運行操作量也大。隨著電網中斷路器無油化、設備組合化，斷路器的可靠性不斷提高，敞開式隔離開關存在的問題日益突出。因此，提高隔離開關的運行可靠性，是當前提高系統可靠性，保證電力系統安全、穩定運行的當務之急。

1現狀

北京電力公司目前運行的敞開式隔離開關6230組。由于早期國內各高壓開關廠家對隔離開關生產重視程度不足，生產管理相對落后，工藝、材料都存在一定的問題，造成隔離開關缺陷頻發，個別設備甚至投入運行時間很短，就開始發生拒動、瓷絕緣子斷裂、傳動機構變形、接觸部位發熱等嚴重缺陷，降低了設備可靠性，系統安全穩定運行無法得到有效的保證。

北京電力公司加強了對隔離開關運行檢修的管理，從2000年開始逐步有針對性的對隔離開關進行完善化改造，從根本上扭轉了隔離開關運行缺陷頻發的不利局面，隔離開關運行狀態逐步趨于穩定。

2110kV系統隔離開關的改造

在110kV敞開設備中GW5隔離開關占98％以上。從2002年開始小批量試驗改造，到2003年完善化改造工作全面鋪開，已經有60~70的GW5-110系列隔離開關完成了改造工作。

2.1改造前容易發生的問題

2.1.1各轉動部位的銹蝕問題

機構卡澀主要發生在新安裝設備在第一次大修之前這段時間里，早期各國內廠家設備生產中，使用的潤滑脂為普通黃油，熔點只有60~70℃，容易流失和固化，造成傳動機構無潤滑、嚴重卡澀、銹死現象的發生。

手動機構主軸與銅套銹蝕現象較普遍，以CS17為例，手動機構主軸與銅套間隙窄小，潤滑油不能有效存留。潤滑油流失、老化之后，軸與套間長期得不到潤滑油的潤滑，特別是室外設備，受到雨水的侵蝕，銅套與鐵軸間產生電化銹蝕，操作時，輕者操作很費力、卡澀，重者隔離開關就根本無法進行操作，拉不開、合不上。

隔離開關的軸承座內上下各有一個單列圓錐滾珠軸承，軸承座外部沒有通向軸承內的補油孔及通道，在長期運行中又無法補充潤滑油，因此潤滑油干枯后發生銹蝕，操作沉重，甚至無法操作。

軸承座下防塵罩設計不合理，雨水易積存在下防塵罩內，使軸承座下端的軸承進水。

2.1.2軸承部位的銹蝕問題

傳動箱內傳動軸與軸承座間有一單列向心球軸承，該軸承上部有防塵罩，而下部卻暴露在空氣中。早期施工安裝軸承內使用的潤滑脂為普通黃油，熔點只有60～70℃，容易流失和固化，使軸承處于缺油狀態，銹蝕卡死。

2.1.3導流系統的觸指燒損問題

發生導電接觸部位發熱缺陷，尤其是刀嘴發熱缺陷，主要由于導電膏較多，在其硬化后，與灰塵結合形成硬殼，使刀嘴導電接觸面接觸電阻急劇升高而發生發熱缺陷。

2.2完善化改造項目

2.2.1接線座內固定板的改進

接線座下端固定板與導電桿間增加一個與上軸套類似的絕緣軸套，這樣使導電桿與固定板隔絕，防止了分流現象的發生，同時也能防止發生銹蝕，即能保證導電桿靈活轉動，又不發生固定板分流現象。

2.2.2軸承座的改進

軸承座內上、下各有一個軸承，為能實現從外部向軸承內部補油的目的，在軸承的內腔建立油道，與外連接一個帶有逆止閥的注油嘴。由于軸承座內有了固定油道，當向注油嘴注油時，油在壓力作用下將會到達軸承處。

為徹底解決下防塵罩積水問題，改造件重新設計了防塵罩，并在軸承座下部加工出防塵罩扣入的槽，這樣下防塵罩既積不到水，又能將軸承內的油密封起來，防止軸承內油的流失。

2.2.3傳動拉桿接頭的改進

傳動拉桿接頭的改進主要是由滑動摩擦改為滾動摩擦，不含油變為含油，并增加防塵防雨的措施。

2.2.4導電回路的改進

左觸指座的改進主要目的是杜絕觸指的燒損。改進后的左觸指座兩則各增加一個凸臺，在不影響觸指活動范圍的情況下，能起到阻擋觸指越出定位點的作用。

左觸指座裝配后，在每個觸指的尾端用鍍銀軟銅帶與左觸指座的凸臺用螺絲固定連接。這樣保證了接觸面的清潔，使接觸電阻穩定不變，燒損觸指的現象就不發生了。鍍鋅彈簧上表面噴涂環氧樹脂，增加了絕緣性能，達到了防止分流和銹蝕的目的。

左觸指座的定位框板，由A3材質改為85簧鋼板，在滿足機械強度的同時提高了防腐能力。

彈簧的固定銷也由原來的A3材質換為不銹鋼材質。

2.2.5潤滑脂的更換

隔離開關使用的潤滑脂更換為二硫化鉬鋰基脂，將導電膏使用方法進行規范，在滑動接觸面上只涂抹微量的導電膏，之后馬上用潔凈的包裝布擦凈，保證導電膏的厚度只有薄薄的一層，只起隔絕空氣氧化的作用。

2.3改造效果

通過隔離開關的改造，我們認為改造的效果十分理想，缺陷數量大幅度下降，尤其是分合卡澀的缺陷，幾乎未有發生。發熱缺陷也大幅度的下降，以變電公司為例，隔離開關發熱缺陷從每年200余條降低到70~80條，而且發熱缺陷的溫度也從高溫發熱，轉變到溫差異常為主，當前隔離開關高溫發熱缺陷已經極其罕見。

110kV隔離開關的設備健康水平得到了根本的改變，運行穩定大幅度提高。

3220kV系統隔離開關的改造

220kV隔離開關目前共運行1039組，以三大國產開關廠設備為主。

3.1國產A廠

在220kV敞開設備中該廠隔離開關占56.9左右。由于在220kV敞開設備中該廠的GW6-220、GW7-220隔離開關占絕大多數，問題也比較集中。1999年起逐步進行完善化改造工作，已經有60~70的GW6-220、GW7-220系列隔離開關完成了改造。

3.1.1改造前容易發生的問題

導電回路的接觸面發熱。

隔離開關操作中發生卡澀、抗勁、機構沉重，甚至發生完全卡死，拉桿變形，十字軸在操作中斷裂的現象。由于機構卡澀造成的缺陷比重較大，造成此類缺陷的主要原因是：機構的各種軸銷，轉動的拐臂等都采用了普通鋼材，而設備常年暴露在室外大氣中，受到潮濕和空氣污染造成的影響，產生銹蝕，造成機構卡澀，傳動機構連桿由于卡澀變形損壞，形成拒動。

3.1.2改造項目

將隔離開關傳動機構中，活動部分改成不銹鋼材質。改造前，隔離開關的拉桿頭部位活動夾插（主要用于GW7主拐臂與小拉桿、JW2地刀操作拉桿、GW6操作箱內操作拉桿）的活動部分是鑄鐵鍍鋅材質，容易銹蝕，卡死不動。

傳動機構中的軸銷采用不銹鋼材質，軸套改成油性粉末冶金、非金屬材料等材質，使轉動部分徹底解決銹蝕和電化學反應問題。改造前，隔離開關轉動部分大量采用軸銷與軸套配合的原理，所用的軸銷為鍍鋅鋼質材料，而軸套為銅質材料，運行一段時間之后，產生化學反應，造成活動部位被反應生成物完全卡死。

隔離開關拐臂與拉桿連接頭部位改為不銹鋼材質。改造前，此部位為普通鋼質材料，由于此部位為主傳動受力部件，受力較大，一旦發生銹蝕卡澀，就會造成拉桿扭斷、變形，隔離開關拒動。

另外在隔離軸承部位加注油孔，將GW7隔離開關靜觸頭部位定位擋板的活動軸銷更換為不銹鋼材質，并增加油道，解決了潤滑油干涸、銹蝕問題。改造前，GW7型隔離開關靜觸頭部位定位擋板的活動軸銷原為鋼質材料，銹蝕后使隔離開關靜觸頭不能很好的復位，操作中容易造成將觸指撞彎、接頭發熱等缺陷。

潤滑脂的更換為二硫化鉬鋰基脂，并規范導電脂的使用方法。

3.1.3改造效果

通過隔離開關的改造，缺陷數量大幅度下降，尤其是分合卡澀和發熱缺陷，已大幅度減少。

GW6、GW7隔離開關的健康水平得到了有效的提高。只有個別隔離開關在改造之后仍然存在操作數次后，分合不到位的現象，分析為檢修過程中的應力釋放造成，大部分存在此現象的隔離開關只需要簡單的再次調整即可穩定運行一個相當長的階段。

該廠早期生產的GW6-2202000A-2500A產品，動觸頭結構存在一定的問題，容易發生電化銹蝕，需要進一步關注這項改造工作。

GW6-220應加強監測操作時的夾緊力，通過巡檢檢查接觸情況，并加強測溫，杜絕由于應力釋放或夾緊力保持使彈簧疲勞，從而造成接觸壓力下降而發熱。

3.2國產B廠

在剩余的設備中，國產B廠的產品也占相當大的比例。從2002年開始進行改造，改造工作已經基本完成。3.2.1改造前容易發生的問題

以GW7-220為例，導電回路的接觸面發熱；觸指硬度不足，正常操作中發生變形；傳動機構設計不合理；傳動機構部件嚴重銹蝕；由于設計吃度過大，隔離開關操作中發生卡澀、抗勁、機構沉重，甚至發生完全卡死、拉桿變形、拉桿在操作中斷裂的現象。

3.2.2改造項目

更換所有觸指，采用硬度符合標準的材質；更換加強的傳動機構，更換單邊傳動為平行四邊形傳動，并加強了拉桿強度；傳動機構部件和軸、銷更換為不銹鋼材質；在廠家重新進行形式試驗相關項目的基礎上，減小隔離開關吃度，減少合入和分開的沖擊。

3.2.3改造后效果

通過隔離開關的改造，我們認為改造的效果一般，缺陷數量有一定的下降，發熱缺陷有所減少。

改造前，由于傳動機構薄弱，經常發生分合不到位、接觸部位發熱、拉桿變形等問題，對傳動機構進行改造。改造中又發現在傳動機構加強之后，觸指軟的問題暴露出來，隨后進行了更換。觸指硬度提高后，相應的對框架的加工精度提出更高的要求，而現場的配件加工精度無法滿足要求，只能對隔離開關靜觸頭觸指支架的定位軸孔進行手工修整。

最近又連續發生兩起運行不到兩年的不銹鋼材質嚴重銹蝕的缺陷，一起缺陷是拉桿和軸銷完全銹死無法操作，另外一起造成了拉桿斷裂的嚴重后果。

3.3國產C廠

GW7-220II型從2004年開始進行改造，由于通過改造無法消除設備現階段的問題，故改造中途停止。

3.3.1改造前容易發生的問題

隔離開關主刀電動分閘無明顯定位，分閘后主刀不固定，產生閉鎖位置變化，無法保證地刀正常操作。

主地刀閉鎖問題。由于設計地刀對地刀立拉桿轉動過于敏感，當閉鎖間隙只有2mm左右（已經無法再縮小，否則影響主刀正常操作）時，主刀合閘狀態、地刀合閘位置過高。

隔離開關電動機構內傳動均為魚叉和渦輪、蝸桿配合的結構，在機構分合閘到位時，渦輪上的滾輪從魚叉中脫出，使傳動環節存在很大的間隙，主拉桿可以轉動，在實際運行中存在發生問題的可能性，影響設備的安全穩定運行。

隔離開關電動機構與立拉桿連接的調角聯軸器只由4條M10螺栓固定，存在滑動的可能性，不穩定，如果行程改造中發生分合閘不到位的情況，將產生嚴重后果。

傳動方式不合理，隔離開關沒有死點和定位，分合位置不穩定，主拉桿傳動為合推分拉，由于合閘操作力大，造成傳動拉桿變形，操作數次后可能產生合閘不到位的情況。

3.3.2改造項目

CJ7A機構更換為CJ5機構；增加了一個分閘定位擋塊；所有傳動機構軸套更換為非金屬軸套；減少觸指簧拉力，減少觸頭、觸指間的夾緊力。

3.3.3改造后效果

2004年在聶各莊變電站的2246-6進行了試改造，根據改造的結果，與廠家制定了一套改造方案，由于受到原設計的制約，需要改造的問題不能完全體現，分閘定位擋塊效果不佳，分合閘不到位、拉桿變形等問題的改造解決效果有待進一步的觀察。

在改造中發現動觸頭與導電桿為不同材質，動觸頭為銅質，導電桿為鋁質，之間采用鍍銀方式連接，其中銅鍍銀側銀面十分薄，達不到要求的厚度，鋁鍍銀側銀面已經開始起泡，長期運行有發熱的可能。

改造后，在運行人員操作2246-6過程中，2246-6又發生分合不到位的情況，因此完善化改造方案還需要進一步研究和分析。

4隔離開關完善化改造總體評價

改造的效果比較滿意，缺陷數量大幅度下降，尤其是分合卡澀的缺陷，大幅度減少。發熱缺陷也大幅度的下降，發熱缺陷的溫度也從高溫發熱，轉變到溫差異常為主，當前隔離開關高溫發熱缺陷已經較為罕見。

由于改造不涉及瓷絕緣子和機構部分，瓷絕緣子和機構缺陷時有發生，應引起重視。

隔離開關的設備健康水平得到了有效的提高。只有個別廠家的隔離開關在改造之后仍然存在一些問題。

個別廠家的隔離開關的機械故障仍然居高不下。直到2006年隨著消隱工程的深入，大批老舊隔離開關被更換，隔離開關缺陷才有了明顯的下降。

但通過改造，總體的80％以上的隔離開關的設備健康水平得到了大幅度的提高，特別是110kV系統，為系統的安全穩定運行創造了良好的外部環境。