河南电网220kV隔离开关的运行状况分析和对策

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(河南电网建设管理公司 宋晓磊)

一.概述
    高压隔离开关是电网中使用量最多的开关设备。高压隔离开关的主要功能就是在分闸状态下提供符合规定的绝缘距离，将带电部分和停电部分进行可靠的隔离。由于高压隔离开关结构简单，很少进行分合闸操作，易于制造，检修简单，所以长期以来，无论是制造部门还是运行部门对高压隔离开关的制造质量和运行管理工作都得不到足够重视，造成高压隔离开关在电网中的运行情况不容乐观。
: m+ g* ]; z3 F3 U3 K- @/ a# ?    目前，高压隔离开关在制造质量上普遍存在触头接触不良，瓷瓶断裂，操作失灵三大影响运行可靠性的问题。从全国来看，每年都会发生大量的隔离开关事故，多次造成重大的停机、停电和系统解列事故，严重地威胁着电网的安全运行。例如河南电网2004年上半年发生了 崔楼变隔离开关合闸操作不到位，发生拉弧而造成母线失压的事故。
    从制造厂来说，重点放在断路器、GIS等高技术含量的产品，对隔离开关的制造不重视。对于平高、西高、沈高这三大制造厂，情况尤为如此，无论是工装、人员配备、材料选择，还是设计、工艺、质检等各个环节，均没有大量投入。造成国产隔离开关自身质量不高，事故、障碍频发。这个问题得到国家电力公司高度重视，把02-03年作为高压隔离开关专项治理年，曾组织专家工作组对全网范围内高压隔离开关运行状况进行了充分分析，并与沈高、平高、西高等龙头厂联合制定了高压隔离开关完善化改造方案，已经向各单位进行下发，要求今后在高压隔离开关选购、大修过程中，必须采用完善化产品和零部件。
    在隔离开关运行维护、检修管理等方面尚存在薄弱环节。多数运行单位都是将高压隔离开关的检修与主设备的检修同步进行，其中客观因素是单独的隔离开关检修受到电网运行方式、供电可靠性及检修力量不足等方面的制约，主观因素是对隔离开关的检修重视不够，从而不能保证隔离开关的应修必修和按周期检修。
    另一方面，检修质量不高也是造成隔离开关状况较差的一个原因。检修人员往往只是对隔离开关进行常规的检修，甚至是哪儿坏了修哪儿，缺乏标准化作业检修项目和质量要求，没有从根本上整体解决隔离开关存在的问题，检修质量也无从保证。

二.河南电网隔离开关的现状
    截至2004年底，对河南电网18个供电公司的统计数据表明：运行的220kV隔离开关共计2595组。
6 E& C/ k3 o6 R4 D/ t/ H    河南电网运行的220kV隔离开关，主要是平高、西高、沈高三家的产品，其中GW6型为沈高的产品， GW10、GW11为西高的产品，GW16、GW17型为平高的产品。GW6 、GW10、GW16和 GW20只用于母线侧隔离开关， GW4、GW7则用于母线和线路侧。
表1 河南电网主要型号220kV隔离开关概况
序号 型号 数量 比例
, v% {: ^6 ^/ ?1 GW16 635 24.47%
) _/ G. K7 K* e# \$ Z2 GW4 502 19.34%
3 GW6 488 18.81%
% a1 V+ L4 F- V! E% D4 GW7 389 14.99%
5 GW17 221 8.52%
1 I2 b: A% D# U4 r- q1 ]6 JW 122 4.70%
7 GW10 111 4.28%
  s; A9 V5 `$ W  T2 S5 q8 GW20 39 1.50%
# `0 Q# J/ n7 |3 l9 GW11 35 1.35%
10 GW12 28 1.08%
9 a5 }) O" E- U; u  r" m) B11 GW21 12 0.46%
* G* Y" r& L, {+ U12 ZH 7 0.27%
) a. ^5 W% q# h( L13 GW2 5 0.19%
14 ZCW 1 0.04%
9 E/ F1 S9 P  P# G; p* g　 合计 2595 100.00%
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三.GW10、GW16的重点分析
7 I+ K( B& \# y  e. F: Z& F    在濮阳112事故中的振222南刀闸和Ⅱ仓振2南刀闸分别是西高的GW10-220W/2500 型，1996年投运；以及平高的GW16-220W/2500型，2001年投运。都是完善化改进前的产品，在省内母线隔离开关中分别占6.1%和34.96%，存在以下共性问题：
6 N! u1 ~" Z, {+ A4 w    1.水平传动接头受力易变形，传动间隙大。
    2.操作时导电闸刀晃动较大。
; R# N6 `6 a1 Z8 K6 d    3.手动机构操作困难。
" h' m4 B3 G: |- P9 F" r2 |    4.电动机构箱密封不严。
    5.辅助开关切换不到位，接触不良。
* C$ E6 i: ^0 Z    6.在合闸操作中容易引起隔离开关操作杆的变形，分合闸不到位、拒分或触头错位。
; q6 L* [9 S: I( Q. Q& f    这两种刀闸都是河南电网母线刀闸的主要型号，虽然存在以上缺陷，客观地讲，其总体运行情况好于GW6型刀闸，在国产刀闸中质量相对较好，是近10年来在河南电网基建和技改中的首选产品，在其他省市也大量装用。
2 R  X$ ]; K7 w    目前两个厂家已经采取了针对性措施，主要有：
    1.完善结构设计，合理选用材料。
) o' b) D8 R3 z7 f2 a1 M$ v! ?$ w% p    2.将单臂接头改为双臂接头，减小配合间隙。
3 T6 I: q4 y4 W/ P4 G    3.将缓冲块改为缓冲器。
    4.更换新型手动机构;更换操作轴、轴套等。
    5.提高零件加工精度。
3 l: N5 J) y) Y% K& H, Y    建议对于上述两种刀闸应加强运行维护管理，创造条件按照完善化的方案进行大修，有严重缺陷的要予以更换。
! B7 @9 N5 X1 H# X: k( j四.对今后隔离开关管理工作的要求
    近期发生的隔离开关事故和障碍对电网的安全稳定运行造成的影响较大，这种状况引起了省电力公司各级领导和专业技术人员的高度重视，张建坤副总经理在濮阳1.12事故分析会上明确指出“要提高刀闸质量对电网安全重要性的认识。刀闸应视为母线设备，处理母线刀闸必然要引起母线停电。从这一点上讲，刀闸比开关对母线、对电网的影响还要大。因此，要选用质量好、工作可靠的隔离开关，减少因隔离开关原因对母线的影响。同样，涉及母线停电的隔离开关检修工作，要视为重要工作，要倍加做好安全措施和安全预案。要提高检修质量，加强检修管理，实行检修质量责任追究制。对发生事故或障碍的设备，有关单位必须提供上次检修时间和检修工作负责人。”
    根据张总指示，建议采取如下措施来提高隔离开关设备的健康水平，保证电网的安全、稳定运行：
    1.从设备管理上要高度重视隔离开关的专业管理工作。努力执行隔离开关定期大、小修的制度，尤其对于母线隔离开关，其检修周期不应低于6年，积极协调调度，利用一切停电机会，重点开展对失修以及存在缺陷的隔离开关的检修维护工作。同时要求各单位按照国家电网公司完善化的技术要求，积极开展对隔离开关的完善化大修工作。
( G6 U) L1 n3 \! _) R0 y  ?    2.继续大力推行标准化作业指导书，建立完善检修质量管理和监督考核体系。省公司2004年下大力气编制了标准化作业指导书，第一批编制的内容涵盖了变电一二次设备及线路的主要作业内容，共计30多万字，推出已经将近一年，并且在开封、新乡、南阳等地多次召开了现场会，推行标准化作业指导书。今后应继续努力推进标准化作业指导书的落实，规范现场检修行为，特别是落实零星工作中的标准化作业问题，尽最大努力减少现场作业中的不规范行为，将事故苗头和不规范行为降到最低。同时，要建立完善检修质量考核和监督体系，对不认真落实检修质量、造成重复停电的检修人员失职行为进行事后处罚，以求达到事前提高检修质量的目的。
; K: B1 ]( F7 z    3.加强设备初期选型关，从根本上提高设备质量。建议在基建规划和设备选型时，考虑设备全寿命成本，选用好一些的设备，既降低总费用，也减少事故发生几率。同时，针对在近几年的生产实践中，一些工程或设备存在着一些质量缺陷，但是为了工期，大都以投运后继续处理的方式强制投入生产，造成安全隐患这种情况，必须严格竣工验收，质量存在问题的设备坚决不能投入运行。
! X$ Q& G: k* h6 ?: c    4.从变电站运行规程及运行操作人员的培训入手，强调在进行变电站倒闸操作过程中，应密切监视隔离开关的动作情况，发现动作不畅或别劲、卡滞现象时，应采取相应措施进行处理，要避免强行操作，使隔离开关瓷柱或传动部件因承受异常应力而受内伤或断裂。
    5.鉴于隔离开关瓷瓶在运行和操作过程中断裂事故频繁发生及其危害性，各发供电单位应高度重视对运行中隔离开关瓷瓶的检测和巡视工作，可以考虑对隔离开关支柱绝缘子和操作绝缘子进行超声波探伤的可行性，以发现绝缘子内部存在的隐性缺陷，避免瓷柱的突然断裂。应该指出的是，造成瓷瓶断裂有两方面的因素：一方面是瓷瓶本身的强度问题，另一方面是由于操作、传动卡滞、别劲造成瓷瓶承受异常（过大的或冲击的）弯矩或扭矩。因而要解决瓷柱断裂问题应同时从解决瓷柱的强度和隔离开关的操作性能两方面入手。
" n& t+ U$ d4 P* J    6.实践证明，仅靠常规性的周期检修不可能从根本上解决隔离开关，尤其是早期的隔离开关产品存在的诸多问题，应该对隔离开关关键部位从材质、结构等方面进行完善化改进或更换。特别是早期出产的220kV等级GW6型隔离开关，此类隔离开关近期在全国事故及障碍率较高，应重点进行治理。同时应修理和更换相结合，根据生产实际情况加大资金投入，更换一批关键变电站的母线刀闸。

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对制造商来讲，隔离开关的附加值太低，除个别型号产品，其它类型已无利可图。所以业主在降低采购成本的同时，不应只考虑静态一次性投入，而应从产品的整个使用周期来考虑，保证制造商有合理的利润，否则“便宜没好货”就是必然现象，业主的设备运行不佳，双方损失都很大。

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刀闸操作困难，主要是220kV传动部分传动轴长而材质不够，在运行中，长期在户外，易变形，造成操作困难。加强调试及验收，操作中尽量人为不干预

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以前湖北220kV电网的隔离开关主要就是用的平高电气的，现在已经逐步采用ABB制造的。从我近20年的运行经验来看，平高的隔离开关总体上来说还是不错的，比国内其他的几个厂商的产品要强，但服务质量实在难以恭维，并且配件的价格个人觉得难以让人接受。

爱之箭

谢谢楼主