GW4系列隔离开关的常见缺陷分析及改进措施

GW4系列隔离开关的常见缺陷分析及改进措施

张龙

（国网青海省电力公司海南供电公司青海共和13000）

摘要：GW4系列高压隔离开关是青海电网中大量使用、应用范围广泛的高压电器设备，同时它又是最不易受使用部门所重视的电器设备。近几年运行中的户外式隔离开关出现的问题大幅上升，长期以来高压隔离开关故障频发而又得不到根本的解决，直接影响系统的供电可靠性和安全性。本文从导电回路过热、瓷瓶断裂、传动系统的故障、锈蚀几个方面进行分析，并就缺陷的改进措施提出建议。

关键词：GW4系列隔离开关；缺陷；改进措施

0引言

GW4系列高压隔离开关是青海电网中大量使用、应用范围广泛的高压电器设备之一，GW4隔离开关由于其操作原理和结构较简单，通常没有严格的大修周期规定，按惯例一般随主设备大修而进行。制造厂也往往将其作为与断路器配套的一种附加产品进行生产，对产品的设计、选材、加工工艺、组装调试和质量控制等均置于次要地位，因此和断路器相比，其性能和质量很难予以保证；

1常见缺陷及分析

GW4系列高压隔离开关通常有导电回路过热、瓷瓶断裂、传动系统的故障、锈蚀几个方面的缺陷，现将各类缺陷进行分析。

1.1导电回路过热

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，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，造成过热的主要原因有：

（1）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、水平开启式动静触头水平度偏差大就会造成合闸后动静触头偏向一边接触而导致接触不良，单边接触，接触面减少了一半，引起大电流通过时过热；B、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。

（2）使用凡士林或导电膏等导致触头接触不良等都会影响隔离开关的导电性能。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，使合闸后造成触头过热。

（3）接线座触头采用滚动接触，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锈蚀，导致发热。

（4）触指或导电杆镀银层的厚度、硬度及附着力不足是造成镀银层剥落、露铜而发热的原因之一。

1.2瓷瓶断裂

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，常发生断裂事故。在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。造成断裂的原因如下：

（1）瓷瓶质量差是造成瓷瓶折断的直接原因。从大量已经折断的瓷瓶断面上可以发现，有许多瓷瓶内部有生烧现象和气隙，这使瓷瓶的抗弯和抗扭强度大大降低。

（2）瓷瓶由于直线度、同轴度和平行度偏差过大也是导致瓷瓶折断的重要因素，它会造成支持瓷瓶和旋转瓷瓶长期承受一个额外的弯距作用，同时也会造成操作力矩的加大，对瓷瓶产生非常不利的影响。

（3）瓷瓶老化也是造成瓷瓶断裂的原因之一。由于瓷瓶长期经受户外大气环境的作用，而且还不同程度地承受着弯矩或扭矩的作用，产生疲劳和老化是必然的。瓷瓶老化的直接反映就是抗弯和抗扭强度明显降低。

1.3锈蚀

由于锈蚀会导致转动和传动连接卡滞而分合闸不到位，操作力增大，造成瓷瓶损伤和断裂；产生锈蚀的主要原因是由设计、材质选择、表面处理和涂敷工艺等多方面因素造成的。

（1）结构设计。转动轴承内部锈蚀，除采用的润滑脂原因外，关键是没有采用可靠的密封措施；

（2）连杆、轴销、弹簧、螺栓、螺母、法兰、底座、支架、机构箱、防雨罩等金属部件发生锈蚀的原因主要是制造厂对部件防锈措施的重要性认识不足，有的部件仅简单进行表面清洁处理，然后刷漆或刷上银粉。有的部件虽然进行了热镀锌工艺处理，但是镀层质量差，薄厚不匀，容易脱落。

（3）金属部件的选材不当是造成锈蚀的一个主要原因。

（4）检修维护。高压隔离开关不按时检修维护，甚至长期不修是造成锈蚀故障的原因之一。

2防范措施与改进建议

2.1导电回路过热：

（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，进行触头组装时必须对触头弹簧进行挑选，要使得在一个触头装配中所使用弹簧的长度和弹性基本相同。对弹簧的材料质量和热处理工艺必须严格控制。

（2）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。

（3）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。

（4）对接线座进行改造，把滚动接触改为铜辫子分流接触。

（5）严把设备的验收关，确保镀银层的附着力差和厚度不均的设备流入电网。

2.2瓷瓶断裂

（1）制造厂应提高支持绝缘子法兰根部的浇注等工艺水平，杜绝产生生烧现象，提高抗弯和抗扭强度。运行单位在浇注处，涂抹防水胶，杜绝胶装部分进水，冬天结冰。

（2）安装单位应保证安装质量。防止出现安装完成后机构传动不畅、操作力矩大，运行中安装基础的变形、移位，从而使隔离开关承受外的弯距作用。

（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超声波探伤检查。

（5）高压隔离开关瓷瓶质量水平是保证开关运行可靠性的基础，必须严格进行瓷瓶的出厂试验和进厂试验验收，杜绝不合格的支持和旋转瓷瓶进入电力系统。

2.3锈蚀

（1）加强对设备进行必要的维护和检修。

（2）在设备招标时，要求厂家连杆、轴销、弹簧、螺栓、螺母、法兰、底座、支架、机构箱、防雨罩等进行防锈处理。

3结束语

通过对GW4型隔离开关的缺陷分析，发现GW4高压隔离开关长期以来处于缺陷率高和产品质量水平差的情况，隔离开关缺陷引起的事故，也会造成设备损坏甚至大面积停电的事故，我们要加强高压隔离开关的全过程管理。对于安装时应加强工艺质量管理；对于日常巡视，应及时掌握设备运行状况，保障电网安全可靠运行。

参考文献：

[1]刘劲松，褚相芳.GW4型隔离开关常见故障及改进[J].安徽电力科技信息，2012（5）：37.

[2]谢宇宽.GW4型隔离开关常见故障及处理[J].城市建设理论研究：电子版，2016（14）：28.

[3]李辉，许加凯.GW4-252（D）型隔离开关常见故障及处理[J].电工技术，2013（7）：167.

[4]林旭东.GW4型隔离开关故障分析及处理[J].贵州电力技术，2015（12）：68.