隔离开关故障分析.docx

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隔离开关故障分析

呼和浩特职业学院毕业论文（设计）

学院名称:

铁道学院

年级:

2012级1班

学号:

论文编号:

题目:

高压隔离开关应用研究

专业:

电气化铁道技术

学生姓名:

学号:

完成时间:

2014年10月

指导教师:

张健

摘要：

隔离开关的主要用途是保证高压设备检修工作的安全，在需要检修的部分和其他带电部分之间，用隔离开关构成足够大的明显可见的空气绝缘间隔；隔离开关没有灭弧装置，不能用来断开负荷电流和短路电流，否则会在触头间形成电弧，这不仅会损害隔离刀闸，而且及易引起相间短路，对工作人员也十分危险。

因此一般只有在电路已被断路器切断的情况下，才能闭合或断开隔离开关。

运行证明，隔离开关亦可用来开闭电压互感器、避雷器、母线和直接与母线相连设备的电容电流、励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路等，因这些情况下电流很小，触头上不会产生很大的电弧。

隔离开关是牵引变电所、输、配电线路中与断路器相配合使用的一种重要设备。

关键词:

高压隔离开关；现状发展；故障处理

目录

1．引言1

2．高压隔离开关概述1

2.1高压隔离开关的结构1

2.2高压隔离开关种类1

2.3隔离开关的作用2

3．隔离开关防误操作逻辑闭锁2

3.1“五防”内容2

3.2“五防”实现形式2

3.3隔离开关防误闭锁逻辑关系2

3.4隔离开关闭锁逻辑实例3

4．隔离开关的异常运行及事故处理4

4.1隔离开关出现过热现象及处理4

4.2隔离开关拒合、拒分故障4

4.3隔离开关合闸不到位或三相不同期故障5

4.4隔离开关误操作故障5

5．结束语5

高压隔离开关应用研究

1．引言

隔离开关是一种没有专门灭弧装置的开关设备，在分闸状态有明显可见的断口，在合闸状态能可靠地通过正常工作电流，并能在规定的时间内承载故障短路电流和承受相应电动力的冲击。

当回路的电流很小时，或者当隔离开关每极的两接线端之间的电压在关合和开断前后无显著变化时，隔离开关具有关合和开断回路电流的能力。

2．高压隔离开关概述

2.1高压隔离开关的结构

高压隔离开关主要由以下部分组成：

1．导电系统高压隔离开关的导电系统又分为几个部分：

1）触头；2）导电杆；3）接线座；4）接地开关。

2.绝缘部分可分为两个部分：

1）对地绝缘；2）断开绝缘。

3．操作机构和传动部分操作机构有手动操作机构、电动操作机构和气动操作机构，电动操作机构又保留有手动操作功能。

传动机构有主轴，拐臂，拉杆绝缘子等。

4．底座部分由钢架组成。

支持瓷瓶或套管瓷瓶以及传动主轴都固定在底座上，底座应可靠接地。

2.2高压隔离开关种类

隔离开关的分类有多种方式，主要分类有：

1．按装设地点分类，有户外式和户内式。

2．按支柱绝缘子数目分，有单柱式、双柱式和三柱式。

3．按隔离开关运动方式分，有水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式。

4．按有无接地装置分，有不接地、单接地和双接地。

5．按极数分，有单极和三极。

6．按操作机构分，有手动、电动和气动等。

高压隔离开关应用研究。

7．按使用性质分，有一般用、快分用和变压器中性点接地用等。

2.3隔离开关的作用

隔离开关在电力系统中主要起安全隔离作用。

它的任务是在无负荷下分、合电路，以达到停电检修和转换的目的。

隔离开关在合闸状态能可靠地通过额定电流，并能承载规定的短路电流；在分闸状态形成明显可见的具有可靠绝缘的隔离断口，使需要检修或分段的线路与带电线路相互隔离，以保证检修人员及线路设备的安全。

为了确保安全，不少隔离开关还附有接地开关，也有的接地开关是独立的，接地开关的作用是在需要的时候，人为地将线路与地相连。

隔离开关由于没有专门的灭弧装置，通常只在无负载的情况下分、合线路。

但是在一些特殊使用下，如倒换母线、开断空载变压器和空载母线等场合，也应能分、合母线转换电流及空载变压器的励磁电流、空载母线的电容电流等小电流。

隔离开关主要作用有：

（1）设备检修时，用隔离开关来隔离有电和无电部分，造成明显的断开点，使检修的设备与电力系统隔离，以保证工作人员和设备的安全。

（2）隔离开关和断路器相结合，进行倒闸操作，以改变运行方式。

（3）用来开断小电流和旁路、环路电流。

3．隔离开关防误操作逻辑闭锁

3.1“五防”内容

牵引供电系统各种设备操作时要遵守一定的操作顺序，否则会造成严重的安全事故。

牵引变电所安规中规定：

防误闭锁逻辑应满足“五防”功能：

1．防止误分、合断路器；

2．防止带负荷拉、合隔离开关或手车触头；

3．防止带电挂（合）接地线（接地闸刀）；

4．防止带接地线（接地闸刀）合断路器（隔离开关）；

5．防止误入带电间隔。

3.2“五防”实现形式

实现“五防”的方式主要有五种：

机械连锁、电气闭锁、电磁闭锁、微机防误闭锁、监控系统防误闭锁。

3.3隔离开关防误闭锁逻辑关系

母线闸刀a）断路器断开、断路器两侧接地闸刀断开、母线接地闸刀断开；b）正常倒母时，母联运行状态、本间隔另一母线闸刀合上；c）当需硬连接倒母时，某间隔（主变或旁路间隔）正、副母闸刀均合上、本间隔另一母线闸刀合上；d）当间隔硬连接需切空母线时，本间隔正、副母线闸刀均合上、被切母线所有闸刀均断开（压变闸刀除外）。

线路闸刀（变压器闸刀）断路器断开、断路器两侧接地闸刀断开、线路接地闸刀断开（变压器各侧接地闸刀断开）。

母联闸刀断路器断开、断路器两侧接地闸刀断开、所连接母线接地闸刀断开。

分段闸刀断路器断开、断路器两侧接地闸刀断开、所连接母线接地闸刀断开。

旁路闸刀不停电旁路时，被代间隔正母闸刀合上及副母闸刀断开（或副母闸刀合上及正母闸刀断开）、线路（或变压器）闸刀合上、旁路间隔断路器断开、旁路母线接地闸刀断开、旁路母线闸刀合上、旁路间隔正母或副母闸刀合上（旁路兼母联接线方式的，跨条闸刀断开）；停电旁路代时，被代间隔线路（或变压器）闸刀断开、线路（或变压器各侧）接地闸刀断开、旁路母线接地闸刀断开、旁路断路器断开（旁路兼母联接线方式的，跨条闸刀断开）。

电容器（电抗器）闸刀电容器（电抗器）接地闸刀断开、断路器断开位置。

接线为3/2方式时闸刀a）边开关母线侧闸刀：

边开关断开、边开关两侧接地闸刀断开、母线接地闸刀断开。

b）边开关出线侧闸刀：

边开关断开、边开关两侧接地闸刀断开；若无线路闸刀，则线路接地闸刀断开。

c）边开关变压器侧闸刀：

边开关断开、边开关两侧接地闸刀断开；各侧变压器接地闸刀断开；若低压侧无变压器闸刀，则低压侧母线接地闸刀断开。

d）中开关闸刀：

中开关断开、开关两侧接地闸刀断开；若无线路闸刀，则线路接地闸刀断开；若一侧为主变间隔，则各侧变压器接地闸刀断开；若低压侧无变压器闸刀，则低压侧母线接地闸刀断开。

3.4隔离开关闭锁逻辑实例

牵引变电所安规中规定，电气装置中，可以用隔离开关同其他电气装置分开的部分为一个电气连接部分，闭锁逻辑相关设备即在一个电气连接部分内，因此，开关、变压器等没有明显断开点和有电磁联系的设备都视为直接相连部分，两侧的设备要有闭锁逻辑。

4、隔离开关的异常运行及事故处理

隔离开关运行中经常会产生故障，工作中了解熟悉设备的结构、工作原理及其性能，经常加强对设备的运行巡视和检修维护，预想设备运行中可能出现的故障隐患，提前做出解决办法，减少故障的发生，既能延长设备使用寿命又能提高系统的稳定、安全可靠性。

4.1隔离开关出现过热现象及处理

过热的主要原因有：

触头表面氧化或接触不良，接触电阻增大，使触头发热；隔离开关过负荷造成发热。

可以通过红外测温仪判断隔离开关触头是否过热。

发现隔离开关触头、接点过热时，首先汇报调度，设法减少或转移负荷，加强监视，然后根据不同接线进行处理：

1．双母线接线。

如果一母线侧隔离开关过热，通过倒母线，将过热的隔离开关退出运行，停电检修。

2．单母线接线或者线路侧隔离开关过热。

降低负荷，加强监视，如条件允许，可退出运行进行检修。

3．带有旁路断路器的可用旁路断路器倒换。

4．一个半断路器接线的可开环运行。

4.2隔离开关拒合、拒分故障

由于隔离开关的传动杆断裂，齿轮卡齿等机械故障，或因电气回路故障，可能发生刀杆与操作机构脱节或者卡死，从而引起隔离开关拒绝合闸或分闸。

电动操作结构的隔离开关拒合、拒分应检查：

1．控制电源是否正常，检查控制熔丝是否熔断；

2．检查监控装置运行是否正常；

3．闸刀辅助接点位置是否正确，接触是否良好；

4．检查闸刀的命名是否相符，是否符合防误闭锁的要求；

5．检查闸刀的操作方式是否为“远方”操作方式；

6．电机电源是否正常，检查电机电源开关是否已全部投入，接触器是否完好；

7．闸刀的机械传动部分有无卡涩、顶齿现象。

手动操作机构的隔离开关拒合、拒分应检查：

1．检查闸刀的命名是否相符，是否符合防误闭锁的要求；

2．检查有机械联锁的接地闸刀是否完全拉开到位；

3．检查机械机构是否润滑，有无卡滞现象。

4.3隔离开关合闸不到位或三相不同期故障

隔离开关合不到位，多数是机构锈蚀、卡涩、检修调试未调好等原因引起的，刀闸如果在操作时，不能完全合到位，接触不良，运行中会发热并危及电网和设备的安全运行。

在出现合不到位，三相不同期时，应拉开重合，反复合几次，操作动作要符合要领，用力要适当。

若无法完全合到位，不能达到三相完全同期，应戴绝缘手套，使用绝缘棒，将刀闸的三相触头顶到位。

并向上级汇报，安排计划停电检修。

4.4隔离开关误操作故障

带负荷错拉隔离开关时，刀闸动触头刚离开静触头便有异常弧光产生，此时应立即将刀闸合上，电弧便可熄灭，避免发生事故。

若刀闸已全部拉开，则不许将误拉的刀闸再合上。

若再合上会形成带负荷合刀闸，带负荷合刀闸会产生三相弧光短路，扩大事故。

带负荷错合隔离开关时，即使合错，甚至在合闸时产生电弧，也不准再拉开隔离开关，否则会形成带负荷拉刀闸，带负荷拉刀闸，也会造成三相弧光短路，扩大事故。

错合隔离开关后，应立即采取措施，操作断路器切断负荷。

为了避免误操作造成生产事故，目前许多高压隔离开关采用了闭锁装置，就是只有在断路器断开的情况下才能拉开或合上隔离开关。

5．结束语

在指导老师的悉心指导下，经过一段时间的努力，我如期完成了高压隔离开关应用研究的毕业设计任务。

高压隔离开关在铁路牵引系统中使用量大，起着很重要的作用。

因此，本设计中花费了大量精力和时间来总结研究，以做到尽可能地全面和深入。

本文总结了高压隔离开关的结构和种类，阐述了高压隔离开关在铁路牵引系统中的重要地位，总结了隔离开关的作用和操作。

总结了当前高压隔离开关的研究、生产、制造和发展情况。

总结了牵引变电所的设备情况和各种的隔离开关类型及操作机构，详细分析了隔离开关的操作回路和操作机构，具体讲解了隔离开关的工作过程。

从规程规范出发，详细分析了隔离开关的逻辑闭锁关系和实现方式。

根据实地考察和理论知识的结合，总结了隔离开关在运行中出现的异常现象，并提出了详细的事故处理方法。

通过对高压隔离开关的应用研究，全面系统地复习与巩固了牵引变电所运行规程等内容，进一步加深了对电力机车牵引供电设备的理解，并把理论知识和实际牵引变电所运行维护进行了一次全面的有机结合，不仅提高了查阅各种资料的能力，而且更重要的是提高了处理电力工程实际问题的能力，进一步提升实际的工作能力。

谢辞

本次设计是在指导老师的悉心指导下完成的。

指导老师在繁忙的工作中抽出大量时间，耐心指导，不厌其烦地为我们解决毕业设计中遇到的疑难。

在此，对指导老师的不辞辛劳、无私奉献的精神表示衷心感谢和诚挚的敬意。

本设计是我学习的总结，建立在之前所学知识的基础上，因此，指导老师对我的教导都是受益匪浅的。

设计过程中，也得到了班里同学的帮助，才使得本次设计如期顺利完成。

在此也一并表示真诚的感谢。

在此次设计中虽充分采纳了老师和同学们的经验和意见，几经修改，但由于时间仓促，能力有限，难免有错误和不妥之处，敬请各位老师批评