高压物理学报

高压隔离开关发热故障的分析及处理

 

随供电负荷不断增长,高压隔离开关发热故障呈上升趋势。作者结合实际对GW5型隔离开关发热故障原因进行分析,介绍了现场处理方法,并提出对其发热故障的预防措施。

高压隔离开关是电力系统中使用量最大、应用范围最广的电气设备之一,其通常与高压断路器配合使用来保证电力系统输电的安全性。高压隔离开关发热在电力系统中普遍存在。隔离开关发热严重时可能会造成隔离开关损坏,严重危害到电网的安全可靠运行。

在娄底电网中,35kV电压等级的隔离开关共837台,其中GW5型有646台;110kV电压等级的隔离开关共794台,其中GW5型有529台。本文对GW5型隔离开关的结构原理做了简要介绍,侧重分析了GW5型隔离开关发热原因,并结合实际工作对其发热故障进行处理,最后提出了对其发热故障的预防措施。

GW5型隔离开关结构原理

GW5型隔离开关为户外双柱水平断开“V”形水平旋转式三相交流高压隔离开关。隔离开关制成单相形式,两个绝缘支柱呈50°角,分布装在与底座相连接的轴承上,以伞型齿轮连结。伞型齿轮可沿轴上下移动,以调节两齿轮的啮合状况。

图1?GW5型单相隔离开关结构图

GW5型隔离开关的主要结构包括转动支座、支柱绝缘子、接线座、导电部分、接地刀闸、传动系统、操动机构等,其单相结构如图1所示。

根据使用需要,可在单侧或者两侧安装接地刀闸,也可以不安装接地刀闸,隔离开关与接地刀闸间设有机械连锁装置。导电系统分为左、右两部分,分别固定在支柱绝缘子的顶端,导电系统由接线夹、接线座、导电杆、软铜导电带、触指臂导电管、触指(左触头)、触头(右触头)、触头臂导电管组成。

手力或者电动操动机构,通过传动杆件将力矩传递给刀闸本体,带动主刀闸中的一个绝缘子转动,并通过底座伞形齿轮带动另一侧绝缘子转动,同时通过水平连杆带动另外两相同步旋转,从而实现三相同时分、合闸。主刀闸的分合闸转角为90°,其分合状态由传动机构在传动中的机械限位实现,电动操动的机构也可通过行程开关的切换来实现电气限位。

GW5型隔离开关发热原因分析

(1)各连接部分接触不良。

GW5型为转动水平开启式,动触头插入静触头后,靠静触指压紧弹簧保持合闸接触状态。弹簧锈蚀、变细、变形,会使触指弹簧压力不够或失效,从而造成触指和触头接触不良,在设备长期运行情况下,导致接触面氧化、锈蚀使接触电阻增加而造成。运行中弹簧长期受压缩(拉伸),并由于工作电流引起发热,使弹性变差,由此恶性循环,最终造成烧损。

(2)产品质量问题。

部分运行时间较长的隔离开关,在检修调试确无问题的情况下,运行电流不超过额定值的60%就会发热,隔离开关的转动支点因制造工艺不良而引起发热。同时部分生产厂家为了降低成本、偷工减料,采用的材料不是紫铜,而是杂铜制成,含铜纯度达不到标准,导电率低,加上镀银厚度不够,操作几次就会露铜,造成新换隔离开关过热。

(3)安装工艺欠佳。

初次安装调试时,导电系统接触面处理不当,如接触面不平整、有毛刺,导电体扭转弯曲角度不对、紧固螺丝存在松动、固定螺丝着力不均衡、涂抹导电膏或电力复合脂时混入杂质、用普通凡士林替代导电膏或电力复合脂以及涂抹导电膏过多等;触头接触压力、触头插入深度尺寸或回路电阻等未达到相应的要求,都会增加接触电阻,引起接触面发热。

(4)运行维护不当。

倒闸操作质量不佳导致隔离开关动静触头接触不能完全到位;手动操作隔离开关不规范,机械闭合力冲击过大将引起机械磨损,触头变形龟裂、剥落、卡死;闭合操作过程不够果断迅速,将造成电弧侵蚀,使触头承受电弧作用时间过长,表面金属熔融,导致触头发热,缩短触头使用寿命。同时,运行巡视不到位,未及时发现隔离开关发热缺陷,使发热情况进一步恶化。

(5)检修不到位。

检修质量不过关会导致发热,固定接触部件螺栓未压紧、接触面不光滑有脏物、镀层脱落、动静触头不在一条直线上,接触面渗进灰尘和雨水使其氧化,铜铝接触处处理不当,易产生电化学腐蚀,使接触电阻增大,降低通流能力,造成连接处过热,同时随着温度升高,氧化反应加快,腐蚀物表面加厚,接触电阻愈大,过热愈严重,产生恶性循环。

GW5型隔离开关发热故障处理

某晚,我班接到曹家变5002刀闸C相接线座烧坏的紧急缺陷。工作人员查阅设备台帐知晓5002刀闸为湖南省湘能开关有限公司生产的GW5-126DW/1250隔离开关,立即携带刀闸配件及工具赶往现场。现场发现,曹家变5002刀闸C相接线板和夹板烧坏(如图2所示)不可修复,必须进行更换,同时发现5002刀闸B相触指有电弧烧伤痕迹,需处理。