GW5-110kV隔离开关常见故障及其改造

GW5-110kV隔离开关常见故障及其改造

摘要：近些年我国电力系统有了飞速发展，隔离开关作为电力系统中重要的设

备之一应用非常普遍，特别是GW5-110kV隔离开关由于结构简单、维修方便等优点更是得到了广泛使用。但是某些隔离开关由于使用时间较长出现了很多故障，

例如支柱、瓷瓶老化断裂，刀闸锈蚀，导电杆触头烧伤等等，严重影响着电力系

统的正常运行和安全性，所以需要对GW5-110kV隔离开关的常见故障情况进行分析，在此基础上对其进行必要的改造，从而确保电力系统的正常运行。

关键词：GW5；隔离开关；常见故障；改造

1 引言

110kV电力系统是和人们的生产生活最为接近的电力系统，受到了人们普遍

的关注。在此电力系统中，GW5-110kV隔离开关因为具有结构简单以及维修便利

等特点得到了普遍的应用，其对于确保电力系统的正常、安全运行具有非常重要

的作用，若是发生故障不但会影响到110kV母线的安全性以及可靠性，同时也会

造成非常大的经济损失，所以提升GW5-110kV隔离开关的可靠性是非常重要的。但是GW5-110kV隔离开关所在的运行环境相对恶劣，常常会受到自然因素、外部破坏等影响而发生机械以及电气故障。所以对于GW5-110kV隔离开关常见故障进行分析，并采取相应措施进行改造对于确保110kV电力系统的正常运行具有非常

重要的作用。

2 GW5型隔离开关基本结构和动作原理介绍

2.1GW5型隔离开关基本结构

从总体结构来分可以将GW5型隔离开关分成“本体”以及“操作机构”两部分，

其中“本体”又可以分成接线座、触头臂、触指臂、绝缘子、底座、轴承座、传动

系统等等部分，具体的GW5型隔离开关结构如图1所示。

2.2GW5型隔离开关动作原理

对于GW5型隔离开关来说，最为常见的结构之一就是通过水平连杆连接三相隔离开关，通过传动装置将操作机构和隔离开关进行连接。在具体操作时，图3 GW5型隔离开关水平连杆布置示意图

3 GW5-110kV隔离开关常见故障及其改造

3.1案例基本情况概述

某电站开关站建设于1998年，在2000年正式进行使用，其主要作用在于进行电力外送，通过单母线分段运行的方式来运行，共存在着6个间隔单元设备。整个电站的110kV隔离开

关采用的为GW5-110WII型/630A交角50°形成了V字型隔离开关。此种开关经过十几年的运

行出现了某些故障，造成了此电站整体无法可靠运行[1]。

3.2GW5-110kV隔离开关运行故障及其改造

GW5型隔离开关存在着比较多的活动位置，受到长期户外自然因素等影响会造成很多故障，包括刀闸开关、操作机构、传动机构等镀锌轴销生锈以及触头烧伤等等，从而造成操作

阻力有所增加。虽然经过几年运行后对于此刀闸等进行了大修养护，但是经过一年时间之后

操作问题又出现，具体表现在如下几方面：

第一，动触指方面的故障及改造。

①动触指方面的故障是GW5-110kV隔离开关中最为常见的故障之一，由于动触指和触

头属于导电回路当中最为主要的活动接点，所以非常容易发横故障。造成故障的主要原因在

于导体接触面氧化使得接触电阻有了较大的提升，从而引发动触头发热等问题而引发故障。

对于GW5型隔离开关来说，其在处于合闸情况时触指片和触指座属于点接触的形式，两者

的接触部位较小。随着运行时间的增加，其受到自然因素等方面的影响而造成两者之间的接

触电阻有了改变，触指弹簧会有电流通过，由于发热会造成失效，严重情况下会使得触头烧毁。从相应参考资料中能够得知，GW5型隔离开关的总故障中，由于动触指和触头较热而造

成的烧毁故障达到了90%以上。

②动触指方面故障的改造。对于GW5-110kV隔离开关动触指方面故障的改造可以采取

如下措施：首先，对于触指片的端部结构进行优化，主要就是增加接触面积，形成线接触的

形式，有效改善接触效果；其次，可以通过软性的导电带来增加原有接触点的牢固性，就算

触指弹簧由于受到电流影响或者锈蚀发生断裂也不会造成脱落，从而增加导电的可靠性；最后，可以采用不锈钢来制作触指支架，避免由于触指锈蚀较严重而影响机械强度，甚至发生

断裂而造成刀闸动静触头闭合不到位，从而引发触头烧毁事故。

第二，接线座方面的故障及改造。

①GW5型隔离开关接线座属于活动式接点方式，通过滚动接触方式进行连接。此种接触方式无法进行有效的自清扫，并且接线座属于开放型的结构，所以时间积累到一定程度后接

线座内的导电杆和导电带容易发生氧化，从而造成接触电阻的增加。另外，接线座上面的防

雨结构严密程度较差，一旦有雨水粘到表面就会顺着导电杆渗入到接线座内部，这也会加快

接触面的氧化程度。除此之外，因为接线座外壳只具有防护作用，散热条件较差，从而造成

内部导电夹、软导电带以及导电杆等等温度升高。

②接线座方面故障的改造。对于GW5-110kV隔离开关接线座方面故障的改造可以采取

如下措施：首先，对于原有结构进行优化，将导电夹去掉，避免因为导电夹发生断裂而引发

恶性故障；其次，可以通过外壳导电的方式来优化接线座的散热情况，从而降低接线座的发生；再次，可以通过O形密封圈等密封形式来避免因为雨水等顺着导电杆渗入到接线座内部；最后，可以采用优质的铜材料来制作导电杆，将其和导电带进行连接。这样不但能够防止因

为铜铝接触而引发氧化过热的问题，同时也能够提升机械强度，从而避免导电杆在转动过程

中发生断裂问题[2]。

第三，轴承座方面的故障及改造。

①轴承座是GW5隔离开关的载荷承受部位，隔离开关的轴承运行情况相对较少，所以

不会因为长期运行磨损等问题而引发的故障。相反的是，长期的静止以及锈蚀为引发轴承故

障的最主要原因。从目前来看，户外隔离开关轴承座大多数都是开放式的，虽然上面有防雨

罩进行防护但是密封性较差。所以经过一定时间的运行后就会引发润滑脂的流失或者干枯。

若是在油嘴中没有加注润滑脂，那么只有在轴承座解体大修之后才能够对轴承实施润滑。这

就会使得户外隔离开关轴承绝大多数都在无润滑情况下工作。受到自然因素（主要是潮气以

及雨水等）等长期影响就会造成轴承锈蚀而卡死，造成开关无法有效动作。如果强行进行操

作就会造成相关部件的变形或者损坏[3]。

②轴承座方面故障的改造。之所以会出现上述的问题很大一部分原因在于轴承座属于敞

开式结构，所以需要针对轴承座此方面的设计缺陷进行改造。可以将轴承座改造成为封闭式

结构，主要是在轴承座上下两部分装设轴承密封骨架，这样能够避免潮气或者雨水的渗入，

也能够防止润滑脂的流失以及干枯。另外，可以在轴承座位置装设防雨罩，这样能够防止雨

水对于密封骨架的直接侵蚀。同时为了避免长期润滑脂的下滑而造成上部轴承没有润滑，可

以在轴承座的中间位置设置O形密封圈来对轴承内部进行密封。在进行检修过程中可以通过

高压黄油枪对2个油嘴单独注入润滑脂。对于封闭式轴承座来说，因为其能够有效防止润滑

脂流失以及雨水等的渗入，因此在常规的母线停电清扫预试工作中并不用额外增加润滑脂，

甚至在大修情况下也只要进行简单的检查或者一定程度的补充即可。

第四，传动机构的故障及改造。

①传动机构的故障主要包括如下几个方面：传动机构的定位位置缺少润滑措施以及同心

定位的方法；传动机构的环节相对较多而造成力矩损失较多；刀闸底座下部的万向接头很难

进行有效密封，非常容易被鸟等动物进行筑巢而造成卡塞等[4]。