運(yùn)行中的隔離開關(guān)觸頭發(fā)熱原因分析與異常處理

1、摘要:根據(jù)變電站設(shè)備運(yùn)行實際,探討了隔離開關(guān)常見故障。研究了隔離開關(guān)觸頭過熱事故的原因及應(yīng)采取的措施。為變電站實施反事故技術(shù)措施提供了依據(jù)。 關(guān)鍵詞:隔離開關(guān);電弧侵蝕;收縮電阻;過熱事故 隔離開關(guān)在高壓電氣設(shè)備序列中屬通斷類設(shè)備。由于其工作頻繁,使用范圍廣泛,過熱故障時有發(fā)生。我們有必要對隔離開關(guān)的過熱故障進(jìn)行分析研究,使其安全、可靠的發(fā)揮應(yīng)有的作用。 1隔離開關(guān)過熱故障的分析 由于隔離開關(guān)各結(jié)構(gòu)部件基本外露,所以它的故障大體上屬于外部故障。隔離開關(guān)一部分過熱故障集中在導(dǎo)電罩、主觸頭和刀口壓指等處,一部分過熱故障集中在隔離開關(guān)接線端,線夾與導(dǎo)線的連接處

2、。 隔離開關(guān)過熱故障的原因主要有以下幾種: 隔離開關(guān)接線端與導(dǎo)體觸頭長期裸露于大氣中運(yùn)行,極易受到水蒸氣、腐蝕性塵埃和化學(xué)活性氣體的侵蝕,在連接件接觸面上形成氧化膜,使導(dǎo)電體表面電阻增加,造成接觸不良而發(fā)熱。 導(dǎo)線在風(fēng)力舞動下或因負(fù)荷變化,引起連接件因周期性熱脹冷縮,造成連接螺絲松動減小了連接件有效接觸面積,增大接觸處的收縮電阻。受風(fēng)力影響的故障,一般是發(fā)熱觸頭處在隔離開關(guān)的出線側(cè),引線過長(3m以上)處于懸垂?fàn)顟B(tài)。大風(fēng)時嚴(yán)重?fù)u擺,滾動觸頭受力后,使各滾動觸指接觸壓力失衡,造成接觸電阻增大發(fā)熱。還有GW10-220W隔離開關(guān)因管母擺動,使刀閘夾件松弛,造成動靜觸頭

3、處弧光放電。 安裝檢修不符合工藝要求,使倒閘操作中隔離開關(guān)觸頭合不到位,或過止點。 設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理。 2 隔離開關(guān)觸頭在運(yùn)行中的過熱機(jī)理分析 觸頭是隔離開關(guān)中的一個元件,其性能好壞對高壓電器整體性能起著關(guān)鍵作用。 隔離開關(guān)觸頭過熱的主要因素: 機(jī)械磨損。觸頭在不斷的閉合過程中,承受著機(jī)械閉合力的沖擊,從而造成觸頭的變形、龜裂與剝落,統(tǒng)稱為機(jī)械磨損。 接觸電阻。接觸電阻產(chǎn)生的原因有兩個:一是表面膜影響,二是收縮電阻。當(dāng)動靜觸頭相互接觸時,僅有少數(shù)突出點真正接觸,結(jié)果使電流收縮至有限的幾個載流點,這種現(xiàn)象叫收縮電阻。我公司一臺J

4、YN2-10-31D型手車開關(guān)隔離插頭主回路動、靜隔離觸頭燒損就是收縮電阻造成的?，F(xiàn)場巡視設(shè)備中也發(fā)現(xiàn)該JYN2-10-31D型手車開關(guān)隔離插頭放電現(xiàn)象與理論分析相吻合。我們在變電站巡視設(shè)備,親眼目睹了一次事故過熱過程:1)隔離插頭觸頭間出現(xiàn)蘭色、紅色的放電火花及“呲呲”的放電聲。2)電弧侵蝕的過程中聲響變大,動靜觸頭燒熔后,燒壞有機(jī)質(zhì)絕緣護(hù)罩產(chǎn)生弧光飄移,發(fā)展為相間短路燒壞開關(guān)。這樣在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)事故前兆的幾率一般是很低的,因此對其進(jìn)行分析就顯得更加重要。電弧侵蝕。隔離開關(guān)開閉過程中電弧作用,能使觸頭表面的金屬熔融,蒸氣飛濺而散失,這種現(xiàn)象稱為電弧侵蝕。它決定觸頭的使用壽命。 熔焊。當(dāng)

5、觸頭在閉合狀態(tài)下,由于通過很大的短路電流或過載電流,使觸頭發(fā)熱而形成熔焊稱為靜熔焊。當(dāng)觸頭在閉合過程中由于彈跳而產(chǎn)生的電弧所形成的熔焊稱為動熔焊。如果觸頭熔焊后的焊接強(qiáng)度大于開關(guān)的機(jī)械分?jǐn)嗔?觸頭就不能斷開。如我公司的胡村站10KV西母隔離開關(guān)GN8-10T型隔離開關(guān),由于刀口設(shè)計橫位,接觸面積小,在線路有短路故障時刀閘接點處多次粘連,如圖1;而同一變電站10KV東母隔離開關(guān),由于刀口設(shè)計豎位,接觸面積合理而穩(wěn)定運(yùn)行,如圖2。 運(yùn)行于電力系統(tǒng)合閘位置的10kV隔離開關(guān),如GN2-10、GN6-10、GN8-10動靜觸頭大多數(shù)處于圖2橫位狀態(tài),由于設(shè)計不合理,運(yùn)行中出現(xiàn)缺陷概率大。所以

6、應(yīng)考慮大范圍的技術(shù)改造,以滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性運(yùn)行的要求。 變電站運(yùn)行中的隔離開關(guān)熔焊主要原因有:部件松動,刀口設(shè)計接觸面積小,刀口合的不嚴(yán),通過短路電流時造成接觸部分過熱使刀口熔焊。熔焊后的隔離開關(guān)不能進(jìn)行正常的倒閘操作,母線隔離開關(guān)檢修,會造成母線停電損失。 3隔離開關(guān)的運(yùn)行與故障處理 運(yùn)行中對隔離開關(guān)的要求:首先應(yīng)能滿足通過短路電流時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定條件;其次要求隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、摩擦力小,便于檢修。 隔離開關(guān)的常見故障:接觸部位發(fā)熱、拉合失靈及操作卡滯、三相不同期。 對隔離開關(guān)接觸部位發(fā)熱的檢查,可使用下列方法: 使用紅外

7、線測溫儀。夜巡。雨雪天氣觀察水蒸氣、積雪融化情況。檢查接觸部分的金屬顏色、氣味、相色漆變色開裂及烤糊焦味。發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)觸頭過熱、變色時,應(yīng)立即匯報調(diào)度,采取限負(fù)荷措施或通知檢修人員來站停電處理。摘要:根據(jù)變電站設(shè)備運(yùn)行實際,探討了隔離開關(guān)常見故障。研究了隔離開關(guān)觸頭過熱事故的原因及應(yīng)采取的措施。為變電站實施反事故技術(shù)措施提供了依據(jù)。 關(guān)鍵詞:隔離開關(guān);電弧侵蝕;收縮電阻;過熱事故 隔離開關(guān)在高壓電氣設(shè)備序列中屬通斷類設(shè)備。由于其工作頻繁,使用范圍廣泛,過熱故障時有發(fā)生。我們有必要對隔離開關(guān)的過熱故障進(jìn)行分析研究,使其安全、可靠的發(fā)揮應(yīng)有的作用。 1隔離開關(guān)過熱故障

8、的分析 由于隔離開關(guān)各結(jié)構(gòu)部件基本外露,所以它的故障大體上屬于外部故障。隔離開關(guān)一部分過熱故障集中在導(dǎo)電罩、主觸頭和刀口壓指等處,一部分過熱故障集中在隔離開關(guān)接線端,線夾與導(dǎo)線的連接處。 隔離開關(guān)過熱故障的原因主要有以下幾種: 隔離開關(guān)接線端與導(dǎo)體觸頭長期裸露于大氣中運(yùn)行,極易受到水蒸氣、腐蝕性塵埃和化學(xué)活性氣體的侵蝕,在連接件接觸面上形成氧化膜,使導(dǎo)電體表面電阻增加,造成接觸不良而發(fā)熱。 導(dǎo)線在風(fēng)力舞動下或因負(fù)荷變化,引起連接件因周期性熱脹冷縮,造成連接螺絲松動減小了連接件有效接觸面積,增大接觸處的收縮電阻。受風(fēng)力影響的故障,一般是發(fā)熱觸頭處在隔離開關(guān)

9、的出線側(cè),引線過長(3m以上)處于懸垂?fàn)顟B(tài)。大風(fēng)時嚴(yán)重?fù)u擺,滾動觸頭受力后,使各滾動觸指接觸壓力失衡,造成接觸電阻增大發(fā)熱。還有GW10-220W隔離開關(guān)因管母擺動,使刀閘夾件松弛,造成動靜觸頭處弧光放電。 安裝檢修不符合工藝要求,使倒閘操作中隔離開關(guān)觸頭合不到位,或過止點。 設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理。 2 隔離開關(guān)觸頭在運(yùn)行中的過熱機(jī)理分析 觸頭是隔離開關(guān)中的一個元件,其性能好壞對高壓電器整體性能起著關(guān)鍵作用。 隔離開關(guān)觸頭過熱的主要因素: 機(jī)械磨損。觸頭在不斷的閉合過程中,承受著機(jī)械閉合力的沖擊,從而造成觸頭的變形、龜裂與剝落,統(tǒng)稱為機(jī)械磨

10、損。 接觸電阻。接觸電阻產(chǎn)生的原因有兩個:一是表面膜影響,二是收縮電阻。當(dāng)動靜觸頭相互接觸時,僅有少數(shù)突出點真正接觸,結(jié)果使電流收縮至有限的幾個載流點,這種現(xiàn)象叫收縮電阻。我公司一臺JYN2-10-31D型手車開關(guān)隔離插頭主回路動、靜隔離觸頭燒損就是收縮電阻造成的。現(xiàn)場巡視設(shè)備中也發(fā)現(xiàn)該JYN2-10-31D型手車開關(guān)隔離插頭放電現(xiàn)象與理論分析相吻合。我們在變電站巡視設(shè)備,親眼目睹了一次事故過熱過程:1)隔離插頭觸頭間出現(xiàn)蘭色、紅色的放電火花及“呲呲”的放電聲。2)電弧侵蝕的過程中聲響變大,動靜觸頭燒熔后,燒壞有機(jī)質(zhì)絕緣護(hù)罩產(chǎn)生弧光飄移,發(fā)展為相間短路燒壞開關(guān)。這樣在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)事故前兆

11、的幾率一般是很低的,因此對其進(jìn)行分析就顯得更加重要。電弧侵蝕。隔離開關(guān)開閉過程中電弧作用,能使觸頭表面的金屬熔融,蒸氣飛濺而散失,這種現(xiàn)象稱為電弧侵蝕。它決定觸頭的使用壽命。 熔焊。當(dāng)觸頭在閉合狀態(tài)下,由于通過很大的短路電流或過載電流,使觸頭發(fā)熱而形成熔焊稱為靜熔焊。當(dāng)觸頭在閉合過程中由于彈跳而產(chǎn)生的電弧所形成的熔焊稱為動熔焊。如果觸頭熔焊后的焊接強(qiáng)度大于開關(guān)的機(jī)械分?jǐn)嗔?觸頭就不能斷開。如我公司的胡村站10KV西母隔離開關(guān)GN8-10T型隔離開關(guān),由于刀口設(shè)計橫位,接觸面積小,在線路有短路故障時刀閘接點處多次粘連,如圖1;而同一變電站10KV東母隔離開關(guān),由于刀口設(shè)計豎位,接觸面積

12、合理而穩(wěn)定運(yùn)行,如圖2。 運(yùn)行于電力系統(tǒng)合閘位置的10kV隔離開關(guān),如GN2-10、GN6-10、GN8-10動靜觸頭大多數(shù)處于圖2橫位狀態(tài),由于設(shè)計不合理,運(yùn)行中出現(xiàn)缺陷概率大。所以應(yīng)考慮大范圍的技術(shù)改造,以滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性運(yùn)行的要求。 變電站運(yùn)行中的隔離開關(guān)熔焊主要原因有:部件松動,刀口設(shè)計接觸面積小,刀口合的不嚴(yán),通過短路電流時造成接觸部分過熱使刀口熔焊。熔焊后的隔離開關(guān)不能進(jìn)行正常的倒閘操作,母線隔離開關(guān)檢修,會造成母線停電損失。 3隔離開關(guān)的運(yùn)行與故障處理 運(yùn)行中對隔離開關(guān)的要求:首先應(yīng)能滿足通過短路電流時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定條件;其次要求隔離開

13、關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、摩擦力小,便于檢修。 隔離開關(guān)的常見故障:接觸部位發(fā)熱、拉合失靈及操作卡滯、三相不同期。 對隔離開關(guān)接觸部位發(fā)熱的檢查,可使用下列方法: 使用紅外線測溫儀。夜巡。雨雪天氣觀察水蒸氣、積雪融化情況。檢查接觸部分的金屬顏色、氣味、相色漆變色開裂及烤糊焦味。發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)觸頭過熱、變色時,應(yīng)立即匯報調(diào)度,采取限負(fù)荷措施或通知檢修人員來站停電處理。操作隔離開關(guān),發(fā)現(xiàn)拒動時的處理: 機(jī)械操作的隔離開關(guān)發(fā)生拒合或拒分,應(yīng)檢查斷路器是否斷開,隔離開關(guān)機(jī)械閉鎖是否解除,隔離開關(guān)傳動機(jī)構(gòu)是否有卡塞的地方,閘口是否銹死或燒傷,可輕輕晃動操作把手進(jìn)行檢查,在未查明原因前不得強(qiáng)行操作。 操作電動隔離開關(guān)出現(xiàn)拒動時,應(yīng)首先判明是隔離開關(guān)機(jī)械傳動部分故障還是電動操作回路故障,如果是電動回路故障,應(yīng)檢查各電氣閉鎖回路是否已經(jīng)解除,操作回路電源三相電壓是否正常,如果經(jīng)檢查確系電動操作回路故障,可用手動操作機(jī)械拉、合隔離開關(guān),當(dāng)發(fā)現(xiàn)為電氣回路閉鎖為解除時,在未查明原因前不得強(qiáng)行解除閉鎖操作隔離開關(guān)。 操作中隔離開關(guān)發(fā)生支持絕緣子斷裂,嚴(yán)禁操作該隔離開關(guān),應(yīng)匯報調(diào)度,通知檢修單位處理。如果發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)機(jī)械傳動部分存在缺陷,但隔離開關(guān)導(dǎo)電部分良好無問題,可待下次隔離開關(guān)停電時處理。 隔離開關(guān)合閘時,