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摘要:本文对高压闸刀过热的原因进行了分析、总结,并从现场运行管理角度提出了相关对策,保证设备的可靠安全运行。
关键词:高压闸刀;发热;对策
1原因分析
下面就这两种发热进行深入分析原因。
1.1动静触头接触过热
1)动静触头刀口接触不良。如GN系列闸刀两导电片由于调整不当或导电片两边压紧弹簧的压力不均,造成导电片未完全达到合闸位置,或两导电片与静触头间的接触压力不等,使得两边与静触头间的接触电阻不相等,接触良好的一边电流大可能过载发热,接触不良的一边也由于接触电阻大而热;又如GW系列闸刀,由于传动系统或其他原因调整不当,常常发生其柱形触头与条形触指一边接触良好,另一边接触不良,造成中间触头过热故障,或造成其导电杆合不到位,或操作功过大发生导电杆弹跳在合闸限位之外,均导致过热。
2)动静触头接触压力不足。如GW系列闸刀合闸时其触指弹簧长期处于受拉(或受压)状态下而疲劳,使弹性降低,或触指弹簧受过热而退火失去弹性。另外,条形触指因受到机械应力或受到过热而退火引起弹性下降。这些均造成该系列闸刀中间触头过热。户外闸刀的动静触头均暴露在大气中,其触指弹簧(片)在雨水及大气化学污染物质的作用下,发生锈蚀,如早期投运的GW系列闸刀触头的导通附着力由静触头上的弹簧提供,经过频繁操作后弹簧弹力降低,并且该弹簧表面生锈,甚至锈断,均造成闸刀在合闸时动静触头间过热,发展为严重过热故障。譬如GN型号刀闸动静触头两旁的弹簧经过多次变位操作后,它的固定螺栓啮合力降低,使导电片于静触指间的接触压力下降,导致过热。
3)动静触指机械变形或机械磨损。闸刀在分合闸操作时,动静触头均受到机械应力的作用,加上由于调试不良,或通流过热等原因,会使触指产生机械磨损及机械变形,甚至使触指机械弹性下降,这些均造成动静触头接触不良而过热。如早期投运的GN系列闸刀在检修或处理故障时,可发现两导电片与静触头接触部位间已形成凹痕;又如早期投运GW系列闸刀导电杆上与静触头相接触部位间已形成较深的凹痕;检修亦发现GW系列闸刀的柱形触指上亦有机械磨损的痕迹。这些都引起了动静触头接触不良而过热。
4)动静触头的电磨损。闸刀在频繁分合闸操作时,触头间产生高温电弧,使动静触头磨损,导通接触面积降低。
5)动触头和静触头连接处有污垢,氧化物及空气中化学污染灰尘,使得动静触头连接处阻值增大。如长期处于分闸位置的户外闸刀动静触头敞露在大气中,受污染而在其动静触头表面形成了一层电阻较高的覆盖层,有些型号的闸刀在合闸操作时无自我清洁功能。
1.2固定接触部位过热
闸刀导电回路的固定接触部位较多,长见的过热原因为:
1)固定接触面受力不均匀,或由于振动造成紧固螺栓松动,使有效接触面积减少;另外安装检修时固定螺栓的工艺不当,如对于由两只螺栓压紧的触头,如果不同步步紧固压紧螺栓,会使得引线固定板弯曲;如果是通过四只大螺丝固定的,也应该同步紧固两侧螺栓,且四只螺栓紧固受力不均,这些会使固定接触部位的有效接触面积下降,接触电阻上升,引起大电流通过时过热。
2)固定接触面连接前未整修接触平面,或未清除表面氧化膜层。当接触面搭接后,紧固螺栓拧得不紧,固定接触面间得接触电阻较大而引起过热。
3)大电流回路的闸刀的铜接线板与引线的铝设备线夹采用直接连接方式,在该接触面间产生电化学腐蚀,导致接触电阻不断上升而引起过热。
4)闸刀导电回路的固定接触结构设计不合理。如果GN系列闸刀的穿墙铜杆与引线间采用固定铜螺母与穿墙铜杆之间的丝扣有电流通过,在运行中经常出现发热情况;有的其它型号隔离开关通流导体的界面过小,故过载能力差,经常发生过热故障。
2对策探讨
针对上述种种过热原因,建议采用相应的防范措施如下:
2.1加强巡视
1)变电站值班员每天应巡视隔离开关;尤其要巡视通流导体有无发热,同时应根据当时环境温度及工作电流判断发热是否正常;也可以在刀闸通流部位贴示温片,观察有无热融。
2)通过红外测温仪结合巡视对闸刀测温,夏季高温期间应每天选择在负荷较高时段对相关导电回路进行测温监视。
3)对于剪刀式闸刀,巡视时还应利用望远镜观察动静触头的接触情况。
4)运行人员在监视闸刀导电回路负荷情况时还应检查三相电流是否平衡。
5)应进行夜间熄灯检查巡视。
6)倒闸操作后,对于改变接排方式的母线闸刀应及时用红外成像仪对其测温监视。
一旦发现过热的情况,应立即采取措施减少负荷电流,防止进一步发热造成事故。
2.2正确操作闸刀
在操作闸刀时,不得过度用力,密切注视刀闸传动部件的运动情况。合闸时,动静触头刚接触时应迅速果断地将闸刀合上;分闸时,在动静触头刚离开时,也应迅速拉开,尽量减少燃弧时间,以减少动静触头的电弧烧损。电动操作的闸刀在分合闸时应尽量采用电动操作方式。闸刀操作完毕后,应立即去现场仔细检查闸刀的实际位置,动静触头接触情况,动触杆应在合闸限位内,不应弹跳在静触头之上。合闸后,动静触头间有接触不良或放电等异常情况时,应马上拉开闸刀,仔细检查触头情况,在确无影响安全的异常情况下,可再分合几次,以破坏动静触头接触面上的氧化层。在确认接触良好的情况下将闸刀合上,继续进行其它操作。
2.3提高检修工艺质量
1)对触头进行解体后清洗。动静触头应完好。对有较大损伤和形变的触头应该更换。动静触头接触面清洗修整后应立即涂上中性凡士林。
2)检查所有导电接触面有无应发热受损的现象。对因发热变形和弹力不足的触直应更换处理。对于过渡接触部位应解体检查修整接触面。对于固定接触部位应检查接触面是否良好,各紧固螺栓受力应均匀。必要时对大电流回路的固定接触面应拆开检查。
3)检查调整触头弹簧。对锈蚀严重,失去弹性的触指应予更换。应调整动静触头的压紧弹簧,确保触头充分接触。
4)整体检修后应进行多次合分操作,检查动静触头接触情况,无合不到位或弹跳等异常。如GW系列闸刀合闸时其导电杆端部的扁形触头应水平卡在静触头内,合闸后其两根导电杆应在一直线上,以防呈现“八”字形而使柱形触头与条形触指单边接触。为保证动静触头接触良好,应配合调整传动系统的转动角度及分合闸限位等。
5)整体检修后,应测量导电回路的接触电阻,以检查导电回路整体的接触情况。
参考文献:
[1]无锡苏源电器制造有限公司.隔离开关安装维护手册[M].
[2]无锡供电公司.高压隔离开关检修作业指导书[M].