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高壓隔離開關發熱故障的分析及處理

作者:admin 瀏覽量:1156 來源:本站 時間:2021-03-14 21:23:44

信息摘要:

高壓隔離開關是電力系統中使用量最大、應用范圍最廣的電氣設備之一,其通常與高壓斷路器配合使用來保證電力系統輸電的安全性。高壓隔離開關發熱在電力系統中普遍存在。隔離開關發熱嚴重時可能會造成隔離開關損壞,嚴重危害到電網的安全可靠運行。在婁底電網中,35kV電壓等級的隔離開關共837臺,其中GW5型有646臺;110kV電壓等級的隔離開關共794臺,其中GW5型有529臺。本文對GW5型隔離開關的結構原理做了簡要介紹,側重分析了GW5型隔離開關發熱原因,并結合實際工作對其發熱故障進行處理,最后提出了對其發熱故障的預防措施。

隨供電負荷不斷增長,高壓隔離開關發熱故障呈上升趨勢。作者結合實際對GW5型隔離開關發熱故障原因進行分析,介紹了現場處理方法,并提出對其發熱故障的預防措施。

高壓隔離開關是電力系統中使用量最大、應用范圍最廣的電氣設備之一,其通常與高壓斷路器配合使用來保證電力系統輸電的安全性。高壓隔離開關發熱在電力系統中普遍存在。隔離開關發熱嚴重時可能會造成隔離開關損壞,嚴重危害到電網的安全可靠運行。

在婁底電網中,35kV電壓等級的隔離開關共837臺,其中GW5型有646臺;110kV電壓等級的隔離開關共794臺,其中GW5型有529臺。本文對GW5型隔離開關的結構原理做了簡要介紹,側重分析了GW5型隔離開關發熱原因,并結合實際工作對其發熱故障進行處理,最后提出了對其發熱故障的預防措施。

GW5型隔離開關結構原理

GW5型隔離開關為戶外雙柱水平斷開“V”形水平旋轉式三相交流高壓隔離開關。隔離開關制成單相形式,兩個絕緣支柱呈50°角,分布裝在與底座相連接的軸承上,以傘型齒輪連結。傘型齒輪可沿軸上下移動,以調節兩齒輪的嚙合狀況。

圖1 GW5型單相隔離開關結構圖

GW5型隔離開關的主要結構包括轉動支座、支柱絕緣子、接線座、導電部分、接地刀閘、傳動系統、操動機構等,其單相結構如圖1所示。

根據使用需要,可在單側或者兩側安裝接地刀閘,也可以不安裝接地刀閘,隔離開關與接地刀閘間設有機械連鎖裝置。導電系統分為左、右兩部分,分別固定在支柱絕緣子的頂端,導電系統由接線夾、接線座、導電桿、軟銅導電帶、觸指臂導電管、觸指(左觸頭)、觸頭(右觸頭)、觸頭臂導電管組成。

手力或者電動操動機構,通過傳動桿件將力矩傳遞給刀閘本體,帶動主刀閘中的一個絕緣子轉動,并通過底座傘形齒輪帶動另一側絕緣子轉動,同時通過水平連桿帶動另外兩相同步旋轉,從而實現三相同時分、合閘。主刀閘的分合閘轉角為90°,其分合狀態由傳動機構在傳動中的機械限位實現,電動操動的機構也可通過行程開關的切換來實現電氣限位。

GW5型隔離開關發熱原因分析

(1)各連接部分接觸不良。

GW5型為轉動水平開啟式,動觸頭插入靜觸頭后,靠靜觸指壓緊彈簧保持合閘接觸狀態。彈簧銹蝕、變細、變形,會使觸指彈簧壓力不夠或失效,從而造成觸指和觸頭接觸不良,在設備長期運行情況下,導致接觸面氧化、銹蝕使接觸電阻增加而造成。運行中彈簧長期受壓縮(拉伸),并由于工作電流引起發熱,使彈性變差,由此惡性循環,最終造成燒損。

(2)產品質量問題。

部分運行時間較長的隔離開關,在檢修調試確無問題的情況下,運行電流不超過額定值的60%就會發熱,隔離開關的轉動支點因制造工藝不良而引起發熱。同時部分生產廠家為了降低成本、偷工減料,采用的材料不是紫銅,而是雜銅制成,含銅純度達不到標準,導電率低,加上鍍銀厚度不夠,操作幾次就會露銅,造成新換隔離開關過熱。

(3)安裝工藝欠佳。

初次安裝調試時,導電系統接觸面處理不當,如接觸面不平整、有毛刺,導電體扭轉彎曲角度不對、緊固螺絲存在松動、固定螺絲著力不均衡、涂抹導電膏或電力復合脂時混入雜質、用普通凡士林替代導電膏或電力復合脂以及涂抹導電膏過多等;觸頭接觸壓力、觸頭插入深度尺寸或回路電阻等未達到相應的要求,都會增加接觸電阻,引起接觸面發熱。

(4)運行維護不當。

倒閘操作質量不佳導致隔離開關動靜觸頭接觸不能完全到位;手動操作隔離開關不規范,機械閉合力沖擊過大將引起機械磨損,觸頭變形龜裂、剝落、卡死;閉合操作過程不夠果斷迅速,將造成電弧侵蝕,使觸頭承受電弧作用時間過長,表面金屬熔融,導致觸頭發熱,縮短觸頭使用壽命。同時,運行巡視不到位,未及時發現隔離開關發熱缺陷,使發熱情況進一步惡化。

(5)檢修不到位。

檢修質量不過關會導致發熱,固定接觸部件螺栓未壓緊、接觸面不光滑有臟物、鍍層脫落、動靜觸頭不在一條直線上,接觸面滲進灰塵和雨水使其氧化,銅鋁接觸處處理不當,易產生電化學腐蝕,使接觸電阻增大,降低通流能力,造成連接處過熱,同時隨著溫度升高,氧化反應加快,腐蝕物表面加厚,接觸電阻愈大,過熱愈嚴重,產生惡性循環。

GW5型隔離開關發熱故障處理

某晚,我班接到曹家變5002刀閘C相接線座燒壞的緊急缺陷。工作人員查閱設備臺帳知曉5002刀閘為湖南省湘能開關有限公司生產的GW5-126DW/1250隔離開關,立即攜帶刀閘配件及工具趕往現場?,F場發現,曹家變5002刀閘C相接線板和夾板燒壞(如圖2所示)不可修復,必須進行更換,同時發現5002刀閘B相觸指有電弧燒傷痕跡,需處理。

圖2 隔離開關發熱嚴重燒壞圖

1 接線座故障處理

曹家變5002刀閘C相接線座的接線板和夾板被熔化,接線座與接線板、夾板接觸部分被燒壞,導電桿旋轉不靈活?,F場通過更換接線夾和夾板、接線座,嚴重按照檢修工藝對現場進行恢復。保證接觸面平整無氧化膜,各接觸面涂抹導電膏厚度不超過0.15mm,接線板在規定范圍內轉動靈活。

2 觸指故障處理

通過檢查發現5002刀閘B相觸指被電弧燒傷且彈簧銹蝕彈性差,需對該相觸指進行處理,并更換彈簧。取下防雨罩,擰下槽形卡板上的螺釘,用手按住觸指加力,使觸指根部張開到觸指定位銷剛剛離開導電桿,同時將彈簧、彈簧銷和觸指等部件整體拿出,更換變形和銹蝕且彈力不好的彈簧。使用細平板銼輕銼去觸指燒傷的凸出部分,檢查接觸面凹陷深度未超過觸指厚度的1/5,燒傷面積未超過2/5,不需更換觸指。

然后將00號砂布墊在細平板下輕輕打磨,使接觸面平整并具有金屬光澤,盡量保持鍍銀層少損壞。對于完好觸指和觸頭用汽油、白布清洗接觸面,并用白棉布在接觸面表面抽擦,去除表面表面氧化膜及污垢,并涂上適量的中性凡士林。

使用回路電阻測試儀對5002隔離開關3相進行測試,各相回路電阻為:A相為114uΩ;B相為112uΩ;C相為121uΩ。根據廠家產品參數可知其單相回路電阻不允許大于125uΩ,各相回路電阻合格。

3 檢修后整體調試

根據檢修要求,對刀閘本體進行解體檢修后,需對5002隔離開關進行整體調試,調試步驟如下:

(1)用手動操作緩慢合閘及分閘,觀察主刀閘系統動作是否靈活,有無卡澀,輔助開關切換位置是否正確;三相并能同步到位。

(2)隔離開關主刀閘合閘后左、右觸頭間隙為15—20mm,接觸后應上、下對稱,允許上、下偏差≤5mm,夾緊度用0.05mm×10mm的塞尺進行檢查。

(3)三相合閘不同期性≤6mm。

(4)電動操作主刀閘合、分各5次動作可靠。通電前要手動將主刀閘處于半分、半合位置,接通電源,慎重按下合閘或分閘按鈕,隨之按下急停按鈕,模擬點動操作,注意觀察主軸轉向,確認正確的操動方向。如果方向相反,則須調整電動機的旋轉方向,進行電動分、合操作,檢查電動機轉向與主刀閘分、合閘運動方向是否對應。

GW5隔離開關發熱預防措施

(1)加強新裝隔離開關驗收工作。

部分新出廠產品裝配質量不過關,會出現螺栓緊固不到位等情況,特別是接線座內部不易發現,必將給設備運行帶來隱患。因此,對于新安裝設備,必須嚴格把好驗收關,對于重要部位接頭,應測試接頭接觸電阻和溫升試驗,驗收時逐一把關每一部位,檢查結合部件的密合情況、螺絲固定情況;檢查隔離開關的同期性、水平同位,支柱垂直情況,合上隔離開關后動靜觸頭的密合情況和水平同線情況,彈簧受力要均衡。

(2)做好過熱缺陷的早期診斷工作。

可在隔離開關的接線座、觸頭等部位貼試溫蠟片或涂變色漆,使運行人員能在巡視中及時發現過熱缺陷。最好能定期或不定期開展紅外線測溫工作,或采用溫度在線監測技術,更準確地掌握設備的即時溫度、溫升等運行狀況。

(3)提高工作人員崗位技能。

運行人員在隔離開關操作過程中應迅速拉合,降低觸頭之間的燃弧時間,并保證隔離開關合閘到位。檢修人員在檢修過程中,嚴格按照檢修工藝標準進行,定期做好隔離開關的檢修維護工作,提高檢修質量。檢修完成后,認真檢查隔離開關是否分合到位,動靜觸頭是否結合緊密,防止因隔離開關動靜觸頭接觸不良導致發熱。

總結

本文對隔離開關的發熱原因進行了分析,結合曹家變GW5型隔離開關發熱故障介紹了處理措施,對其發熱故障處理檢修有實用參考價值。同時給出了其發熱預防措施,盡量降低其發熱可能性,避免因其發熱造成事故,確保安全生產。


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