500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作原因分析及预控措施

500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作原因分析及预控措
施
摘要：本文介绍了长期运行在户外环境的500kV敞开式隔离开关无法电动操作
常见原因分析及查找，并提出相应预控措施，以便于提高设备运维水平，保证电
网的安全稳定、高效、经济、优质运行。

关键字：500kV户外敞开式隔离开关电动操作原因分析预控措施
0 引言
随着近年来电网的飞速发展，科技的日新月异以及生活节奏、质量的日益提高，电网的安全稳定、高效、经济、优质运行越来越重要，人们对停电时间要求
越来越苛刻。

设备非计划停运，特别是西电东送大通道上的线路非计划停运，将
造成电网一定的损失。

500kV户外敞开式隔离开关因长期运行在户外环境中，随
着运行年限的增加，特别是雨季，经常会遇上500kV户外敞开式隔离开关无法电
动操作的情况，不仅增加了停复电操作时间，还因500kV户外敞开式隔离开关分
合闸时拉弧较长，手动操作隔离开关不利于运行人员的安全，还可能延长停电时
间或者造成设备损坏。

某500kV变电站2016年-2018年一共发生户外隔离开关无
法电动操作8次，其中3次是因为接触器损坏，2次因为电机保护器损坏，1次
因为三相电源异常，1次因为电动机损坏，1次因为机构卡涩。

1 隔离开关的作用、基本构成、操作原理
隔离开关在分闸位置时有明显的断开点和符合规定要求的绝缘距离，检修设
备时用于隔离检修设备与带电设备，在过电压情况下不致引起绝缘击穿，从而保
证检修人员和设备的安全。

隔离开关与断路器配合，进行倒闸操作以改变运行方式。

隔离开关还可以用于断开小电流电路和旁路电流。

以利于电网的安全稳定、
高效、经济、优质运行。

隔离开关主要由导电部分、支持绝缘部分、传动部分、基座和操动机构组成。

合上隔离开关控制电源和操作电源后，隔离开关电机电源和控制电源接通，分闸
时按下分闸按钮，分闸用交流接触器的控制线圈接通，接触器三对主触点闭合，
使三相交流电动机电源接通，电动机通过机械减速系统将力矩传送给机构主轴，
使主轴转动90度或180度，当主轴转到分闸终点位置时，装在主轴上的定位件
使限位开关动作，切断分闸接触器控制电源，接触器恢复原位，电机停转。

合闸
时主轴按相反的方向旋转，原理与分闸相同。

2 隔离开关控制回路、电机回路图介绍
隔离开关控制回路、电机回路如下：
2.1 隔离开关控制回路、电机回路主要元件介绍
SB1、SB2、SB3分别为分闸、合闸、停止按钮，KM1、KM2分别为分、合闸
接触器，KT为电机保护器，SP1和SP2为限位开关。

2.2隔离开关控制回路、电机回路基本原理
隔离开关控制回路分为主控制回路和辅助控制回路，彼此独立，主控制回路
主要是动力回路，辅助控制回路则主要有加热去潮等功能，下文所提控制回路指
的是主控制回路。

在无闭锁情况下，合上控制电源和电机电源后，按下隔离开关SB2合闸按钮，接通合闸回路，合闸接触器KM2励磁，KM2常开触点闭合，使合闸回路保持同
时接通电机回路，电机运转，隔离开关合闸。

当隔离开关到达合闸终点位置达到
完全合闸时，SP2限位开关在机械作用下断开，切断合闸回路。

分闸原理类似，
分合闸过程中出现紧急情况，则按下SB3停止按钮，停止分合闸。

3 500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作原因分析及查找
3.1 500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作常见二次原因分析及查找
根据隔离开关的控制回路和电机回路图，可以看出隔离开关无法电动操作二
次原因分析及查找的关键在于接触器，接触器吸合不正常则控制回路有问题，若
接触器吸合正常则电机回路有问题。

三相电源不正常。

三相电源低于额定操作电压80%或者高于操作电压110%，
或者隔离开关控制电源未可靠合上时，隔离开关电机电源因无法接通，无法进行
分合闸。

常见原因是隔离开关控制电源或电机电源空气开关损坏，或者上级电源
空气开关跳闸，导致隔离开关控制电源或电机电源空气开关下端无电压。

若是某
一相无电压，在电机未设置缺相保护器的情况下将造成隔离开关三相不同期分合闸，监控后台位置显示异常，导致断路器三相电流不平衡，电机保护器设置了缺
相保护器则无法三相分合闸。

若控制电源空气开关上端无电压，常用查找方法是
用万用表逐级测量电源空气开关上下端电压是否正常。

若控制电源空气开关上端
有电压，则用万用表测量分相机构箱内电机电源空气开关上下端电压是否正常。

控制回路断线、接线错误。

控制回路断线常见原因是串接在控制回路中的元
器件损坏、接触器本身不能正常吸合、接触器不能自保持、接触器卡涩。

隔离开
关控制回路分为主控制回路和辅助控制回路，彼此独立，主控制回路主要是动力
回路，辅助控制回路则主要有加热去潮等功能。

主控制回路串接了“远方/就地”切
换开关、分合闸线圈、分合闸限位开关、电机保护器、行程开关等，主控制回路
中任何元件损坏都将造成控制回路断线。

若接触器吸合不正常，则说明控制回路
有问题。

常用查找方法是用万用表从控制回路两端开始逐一排查控制回路中的各
元件是否正常。

此外，若接触器不能自保持则表现为放开分合闸按钮的瞬间分合
闸即停止，需持续按住分合闸按钮才能进行分合闸。

电机回路断线，接触器或电动机故障。

电动机回路串接了电动机操作电源、
分合闸接触器、电机保护器等，电机回路中任何元件损坏都将造成电机回路断线。

最常见的是分合闸接触器故障。

其次，电机保护器动作会切断电源，导致无法电
动操作隔离开关。

在进行隔离开关无法电动操作二次原因分析及查找中，首先应断开控制电源、电机电源，防止误分合隔离开关。

3.2 500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作常见机构失灵原因分析及查找
若接触器吸合正常，电机能运转，但隔离开关不能分合闸，则说明机构失灵。

由于户外隔离开关长期风吹日晒雨淋，运行条件很恶劣，将导致传动连杆轴
销生锈卡死、传动轴承生锈损坏卡死、隔离开关与接地开关闭锁板卡死、传动绝
缘子断裂、传动杆件弯曲和变形、冬天传动连杆进水结冰等，最终导致隔离开关
无法电动操作。

户外隔离开关运行中，雨水顺着连接头流入连杆，连接头下部与连接头焊死
不通，雨水日积月累造成管内壁生锈严重，操作过程中将造成连杆咔涩扭伤。

机
构箱密封性不好，机构箱进水，转动轴承防水性能差，导致转动轴承生锈卡死。

隔离开关长期不操作，也会造成机构卡死无法电动操作。

若发现机构失灵，应立即停止分合闸，以免损坏电机。

3.3 500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作常见闭锁原因分析及查找
500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作常见闭锁原因是接地开关在合闸位
置或分闸不到位引起的机械闭锁以及相关辅助触点引起的电气闭锁。

操作中若发
现隔离开关无法分合闸，应首先检查是否走错间隔，其次检查是否操作顺序出错
和相应接地开关是否在分闸位置及分闸是否到位。

4 500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作预控措施
选择可靠的二次回路元件。

二次回路的可靠动作直接影响隔离开关的可靠动作，电机损坏、接触器不吸合、辅助开关或行程开关不到位等，都将影响隔离开
关的可靠分合。

从某500kV站户外隔离开关无法电动操作原因分析中可以看出90%以上都是二次回路元件损坏。

定期开展隔离开关预防性操作检查。

防患于未然，及时发现隔离开关运行中
的问题，并进行处理。

加强防锈措施。

定期检查隔离开关机构箱密封性，适时打开关闭机构箱加热
器或者除湿器，确保隔离开关机构箱运行在干燥的环境中。

传动轴承定期涂润滑油，或者加装防雨措施。

加强日常运维。

日常监视中发现隔离开关有异常信号时应引起注意上报缺陷
处理。

日常应定期打开隔离开关机构箱检查各接线是否存在放电打火、松动现象。

5 结语
500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作的常见原因主要是电机回路断线、
控制回路断线、三相电源不正常，以及机构失灵和闭锁。

500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作原因分析及查找的关键是接触器。

根据隔离开关的控制回路和电机回路图，可以看出接触器吸合不正常则控制回路
有问题，若接触器吸合正常则电机回路有问题，若接触器吸合正常和电机运转正
常则为机构失灵或闭锁。

500kV户外敞开式隔离开关无法电动操作预控措施的关键是串接于控制回路
和电机回路的二次元器件，特别是接触器。

其次是机构防锈。

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