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高压隔离开关发热故障的分析及处理

作者:admin 浏览量:708 来源:本站 时间:2021-03-14 21:23:44

信息摘要:

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。

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。

图2 隔离开关发热严重烧坏图

1 接线座故障处理

曹家变5002刀闸C相接线座的接线板和夹板被熔化,接线座与接线板、夹板接触部分被烧坏,导电杆旋转不灵活。现场通过更换接线夹和夹板、接线座,严重按照检修工艺对现场进行恢复。保证接触面平整无氧化膜,各接触面涂抹导电膏厚度不超过0.15mm,接线板在规定范围内转动灵活。

2 触指故障处理

通过检查发现5002刀闸B相触指被电弧烧伤且弹簧锈蚀弹性差,需对该相触指进行处理,并更换弹簧。取下防雨罩,拧下槽形卡板上的螺钉,用手按住触指加力,使触指根部张开到触指定位销刚刚离开导电杆,同时将弹簧、弹簧销和触指等部件整体拿出,更换变形和锈蚀且弹力不好的弹簧。使用细平板锉轻锉去触指烧伤的凸出部分,检查接触面凹陷深度未超过触指厚度的1/5,烧伤面积未超过2/5,不需更换触指。

然后将00号砂布垫在细平板下轻轻打磨,使接触面平整并具有金属光泽,尽量保持镀银层少损坏。对于完好触指和触头用汽油、白布清洗接触面,并用白棉布在接触面表面抽擦,去除表面表面氧化膜及污垢,并涂上适量的中性凡士林。

使用回路电阻测试仪对5002隔离开关3相进行测试,各相回路电阻为:A相为114uΩ;B相为112uΩ;C相为121uΩ。根据厂家产品参数可知其单相回路电阻不允许大于125uΩ,各相回路电阻合格。

3 检修后整体调试

根据检修要求,对刀闸本体进行解体检修后,需对5002隔离开关进行整体调试,调试步骤如下:

(1)用手动操作缓慢合闸及分闸,观察主刀闸系统动作是否灵活,有无卡涩,辅助开关切换位置是否正确;三相并能同步到位。

(2)隔离开关主刀闸合闸后左、右触头间隙为15—20mm,接触后应上、下对称,允许上、下偏差≤5mm,夹紧度用0.05mm×10mm的塞尺进行检查。

(3)三相合闸不同期性≤6mm。

(4)电动操作主刀闸合、分各5次动作可靠。通电前要手动将主刀闸处于半分、半合位置,接通电源,慎重按下合闸或分闸按钮,随之按下急停按钮,模拟点动操作,注意观察主轴转向,确认正确的操动方向。如果方向相反,则须调整电动机的旋转方向,进行电动分、合操作,检查电动机转向与主刀闸分、合闸运动方向是否对应。

GW5隔离开关发热预防措施

(1)加强新装隔离开关验收工作。

部分新出厂产品装配质量不过关,会出现螺栓紧固不到位等情况,特别是接线座内部不易发现,必将给设备运行带来隐患。因此,对于新安装设备,必须严格把好验收关,对于重要部位接头,应测试接头接触电阻和温升试验,验收时逐一把关每一部位,检查结合部件的密合情况、螺丝固定情况;检查隔离开关的同期性、水平同位,支柱垂直情况,合上隔离开关后动静触头的密合情况和水平同线情况,弹簧受力要均衡。

(2)做好过热缺陷的早期诊断工作。

可在隔离开关的接线座、触头等部位贴试温蜡片或涂变色漆,使运行人员能在巡视中及时发现过热缺陷。最好能定期或不定期开展红外线测温工作,或采用温度在线监测技术,更准确地掌握设备的即时温度、温升等运行状况。

(3)提高工作人员岗位技能。

运行人员在隔离开关操作过程中应迅速拉合,降低触头之间的燃弧时间,并保证隔离开关合闸到位。检修人员在检修过程中,严格按照检修工艺标准进行,定期做好隔离开关的检修维护工作,提高检修质量。检修完成后,认真检查隔离开关是否分合到位,动静触头是否结合紧密,防止因隔离开关动静触头接触不良导致发热。

总结

本文对隔离开关的发热原因进行了分析,结合曹家变GW5型隔离开关发热故障介绍了处理措施,对其发热故障处理检修有实用参考价值。同时给出了其发热预防措施,尽量降低其发热可能性,避免因其发热造成事故,确保安全生产。


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