户外高压隔离开关发热原因及处理

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:孟祥军
[导读] 摘要:社会经济发展下,人们生产生活中所需的电量不断增长,在很大程度上推动了我国电力事业的发展,但也对电力系统安全运行提出了更高要求。
        (安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司技术中心  安徽芜湖  241008)(安徽省电器设备电磁兼容(EMC)省级实验室  安徽芜湖  241008)(安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司  安徽芜湖  241008)
        摘要:社会经济发展下,人们生产生活中所需的电量不断增长,在很大程度上推动了我国电力事业的发展,但也对电力系统安全运行提出了更高要求。作为电力系统中的重要组成部分,户外高压隔离开关的作用主要就是隔离电流、改变运行方式等,但在长期户外运行下受环境因素、安装因素等影响容易发热,从而维修到电力系统运行。为保证电力系统正常运行,需要加强对户外高压隔离开关的关注,文章分析了户外高压隔离开关发热的原因,并探讨了隔离开关发热检查处理的方法,在此基础上总结合理的应对预防措施,保证其安全稳定运行,为实际工作提供参考。
        关键词:户外高压;隔离开关;发热原因;处理方法;应对措施
        电力需求不断加大、电力技术提高下,我国电力系统运行电压等级进一步提高,电力产业发展良好。为维持电力系统运行稳定性,需要保证断路器、隔离开关和互感器等设备配合到位。其中,变电站内户外高压隔离开关发挥着重要作用,需要保持稳定运行,采取科学合理措施加强对发热等问题的预防、处理力度,避免其运行故障影响到电力系统,降低发热故障几率,实现电网可靠运行。
        1.户外高压隔离开关发热原因分析
        (1)设计不合理。一些型号隔离开关触指末端接触点的自清扫能力不足,由于长期积灰、氧化容易导致接触不良。通常,触头导电回路类似电桥电路,如果触指末端接触出现问题,会破坏电桥平衡条件,接触不良程度与内置式弹簧中流过电路的大小之间呈正比关系,如果弹簧中流过过大电路,长期下去会导致退火、降低弹性和接触压力,同时其接触电阻会加大,加剧接触不良的问题,产生更加严重的触头发热现象。而且长期工作下触头弹簧也会疲劳变形,甚至出现锈蚀等问题而加重发热。
        (2)隔离开关长期处于合闸或分闸状态。首先,如果隔离开关长期处于合闸状态,其触头带有不符合质量标准的弹簧情况下,这种状态下会加剧疲劳,降低其弹性。之后隔离开关分闸后合闸中,弹力的降低会减弱触头与触头间夹紧压力,从而加大接触电阻和通电后发热量,通过触头发热变大则会传递到弹簧,进一步降低弹性、提高触头温度。其次,隔离开关长期处于分闸状态,在周边环境影响下其触头表面带有闸感悟,会损坏其防氧化层产生氧化物,合闸后出现接触不良的问题。当前,很多采用双母线供电变电站其隔离开关会长期处于分闸状态,长期受到外界环境、表面防氧化层破损影响,其表面脏污、存在氧化物,在之后切换母线隔离开关合闸操作后,会引发接触不良、发热现象[1]。
        (3)触头元件质量差。当前我国国内生产的隔离开关触头型号丰富,市场上触指供应商多,一些厂商为了降低成本采用的材料由杂铜制成,其含铜纯度不达标,因此导电率低。在镀银层厚度不足下,几次操作下就会露铜,换新的刀口则会过热。
        (4)刀闸安装不到位。主要是触头安装不到位,与正常的接触位置偏离,或者插入深度不足等,导致接触压力较小而加大接触电阻,引发发热问题。
        (5)负荷电流在70%以上且环境温度高,此时发热几率高。
        (6)维护检修不到位。在对高压隔离开关大修的过程中,未依据要求解体检查刀口,一些隔离开关插入不足、锈蚀内置弹簧而导致接触不良。为预防氧化会将导电膏等涂抹在触头接触面,但也会粘附沙尘、变干而加大触头运动阻力、加剧摩擦和接触不良。
        2.户外高压隔离开关发热检查处理方法
        首先,在确定现场达到检修工作要求后,对照运检人员日常巡视中获得红外发热图与现场隔离开关位置,明确隔离开关具体的发热位置。
        其次利用回路电阻测试仪设备,测量隔离开关发热位置,准确记录测得直流电阻数据,同时在测量中还要测量其它温度正常的两相,方便做数据对比分析。


        测量完回路电阻之后,对隔离开关执行分闸操作,检查开关触头表面,判断是否存在放电和脏污等现象,触摸接触面判断其是否光滑、平整,如果表面发现有氧化物等,需要及时使用无水乙醇清洁脏物,不易清除还可使用小颗粒砂纸来打磨,注意不可损坏镀银层,否则会导致氧化层再次形成,接触不良更加严重。之后检查固定螺丝,如果螺丝松动需使用力矩扳手对其加固,有滑丝情况则要及时更换零部件,保证隔离开关性能良好。
        再次,发现触头触指被烧毁,则需及时更换新的触指,还要及时拆卸、清洁脏污,依据相关要求进行开关调试,确保触头深度、三相合闸与相关要求相符。
        最后,完成清洁、复装工作后,使用回路电阻测试仪检测相同位置直流电阻,记录好测量数据,与处理前数据对比分析,如果两者间存在较大差距,则需考虑是否对发热位置判断错误,还需进一步加以处理[2]。
        3.户外高压隔离开关发热预防应对策略
        3.1改进高压隔离开关
        在社会经济发展与科技进步下,对电力系统输电能力的要求进一步提高,需要提高电压、加大容量,满足社会生产生活电力需求,其中性能良好、结构紧凑的隔离开关发挥着河大作用,有效保障着可靠的电力供应。对此,需在高压隔离开关方面使用现代新材料和先进加工工艺,精简隔离开关机械结构,实现大容量和小型化发展,降低对弹簧、螺丝的依赖,降低结构发热可能性。同时,应用现代防氧化和导电材料激励与预防触头变形、磨损,且有效保证了导电率。
        3.2确保安装质量
        在安装高压隔离开关的过程中,需要保证其安装质量,合闸时要确保触头插入深度、夹紧程度等满足要,使用力矩扳手夹紧螺丝,力矩大小要符合螺丝要求,保证导线与隔离开关连接面安装质量。在安装完成后需要专业人员检查验收安装质量,如果其质量不合格需及时分析问题原因,采取措施加以调整,通过验收才可正式使用。
        3.3把好隔离开关质量关
        户外高压隔离开关工作电流过高会导致发热,安装质量不过关的情况下大电流会导致隔离开关过热,因此需选择额定电流裕度大一点的隔离开关。隔离开关触头和触指等备件则要明确技术条件,严格做好招标工作,采购合格产品。触指末端与触座间需加设软连接,使导电更加可靠。选择不锈钢弹簧以避免锈蚀问题,表面镀锌弹簧直接接触铜导电元件更容易产生氧化腐蚀问题。如果内置式弹簧有大电流通过,需采取绝缘举措避免弹簧分流,触头需要有开合母线转换电流能力的情况下,使用的隔离开关需装设引弧装置,避免将触头接触面烧损。隔离开关要保证其动、静触头接触面有足够厚、硬的镀银层,保证镀银层结合力。
        由铜镀银、锌等组成的接触面,其受潮容易接触腐蚀,对此固定电元件等紧固件需使用不锈钢、黄铜件,避免使用镀锌件,否则容易引发接触腐蚀。隔离开关采用铝质导体增多的情况下,突显出铜-铝接触问题,潮湿环境下易引发电化学接触腐蚀。当前隔离开关会采用铜铝复合板,长期运行下接触面易过热,随着镀银工艺提升,已发展出比较成熟的铝表面镀银技术,可以使用铝表面镀银来代替[3]。
        3.4做好维护检修工作
        要定期对隔离开关开展小修和大修,按照检修试验项目进行试验检修,尤其是要开展测量接触压力和回路电阻,做好弹簧检查,将不合格元件及时更换掉。当前很多检修人员对导电部分接触质量采用测量回路电阻的方式判断,具有一定局限性。需测量触头接触压力,检修中除了将失效和断裂弹簧更换外,还要更换弹力不足的弹簧,以降低触头过热隐患。
        结束语:
        在电力系统日常维护管理中,要明确高压隔离开关发热的原因以及影响因素,做好安装、维护、检修等工作,能够降低其发热和故障隐患、妥善处理发热情况,有效提高供电可靠性。
        参考文献:
        [1]杨国胜.户外高压隔离开关发热原因与应对措施探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(12):154-155.
        [2]赵庆,茅大钧.户外高压隔离开关触头发热机理分析及预防过热故障措施探讨[J].电气应用,2016,35(03):72-76.
        [3]吴振.户外高压隔离开关过热的原因及对策[J].机电信息,2010(24):89-90.
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