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摘要:近年来,随着电力系统的迅猛发展,由于受产品质量、安装工艺、日常维护、环境温度等因素的影响,变电站内隔离开关的运行环境愈发重要。尤其是目前大部分变电站内值守人员都有所减少,市区内的低电压等级变电站都是无人值守变电站,在这种情况下,隔离开关的可靠运行显得更加重要。因此,强化变电站隔离开关的关键技术的研究具有极其重要的显示意义。
关键词:变电站;隔离开关;运维
1 隔离开关基本原理
隔离开关是变电站里不可获取的重要组成部分,作为系统里重要的开关型设备,隔离开关的工作状况将会对系统的稳定安全生产产生直接影响。在设计环节,隔离开关需要充分考虑到导电部分的导电接触面积以及开关的绝缘爬距等,但是其中最重要的还是机械性能。隔离开关的机械性能将直接影响着开关的分合位置、导电部分的触头电阻、还有整体结构的部件受力等。在实际运行中,由于设备机械部分导致的故障更是占到了常见隔离开关故障的70%以上。所以,处理好隔离开关的机械部分是确保隔离开关可以安全稳定运行的关键问题。
2 隔离开关常见缺陷故障
在实际运行中,由于隔离开关(刀闸)在长期运行得不到有效维护的情况下,会出现以下缺陷:
(1)导电部分过热。
故障原因:主要是由于开关的静触指压紧弹簧的弹性有所下降、机构接触面油污包裹造成的接触电阻上升,开关触头的镀银层工艺水准较低、开关的触头没有插入到位以及结构中的螺栓被锈蚀引起的接触面不贴合等一系列原因。
处理方法:采用不锈钢材质的弹簧,使用不锈钢材质的螺栓或者是热镀锌合金螺栓;根据触头的形状来采用合适的触头深度,保证接触面的干净或者使用自清洁触头;在日常维护中,定期开展测温巡视,周期性的检查导电部位发热情况,早发现早处理。
(2)绝缘子表面闪络。
故障原因:绝缘子的表面以及瓷裙内积攒了大量的污垢,造成瓷裙的爬电距离相对下降。尤其是在重污染地区,由于工业排放造成绝缘子表面到大量堆积的化工污染和水泥积垢难以清扫,而且空气中排放的工业粉尘以及腐蚀性的气体都会造成绝缘子表面的闪络放电。
处理方法:定期进行带电清扫,确保绝缘子表面的干净清洁,同时在绝缘子外面装设硅橡胶伞裙以达到增大爬电距离的目的,另外可以在绝缘子喷涂具备防污闪功能的绝缘涂料。
(3)操作失灵及传动部分故障。
故障原因:主要是由于操作机构密封不好或者机构的润滑剂泄露等原因造成机构生锈腐蚀。
处理方法:对于机构,需要进行防锈处理,对其中各个传动部件定期添加二氧化钼材料的润滑剂。同时,需要对关键部件完善封闭、进行防锈防腐处理、做好防水措施。对于裸露在外的金属部件需要使用热镀锌、渗锌等材质进行防腐防锈措施。隔离开关的轴承座则需要使用全密封的结构,并且保证多层密封结构。在传动和转动机构内部的轴承上,需要使用二氧化钼锂基底的润滑脂或者是具备更好润滑性能性能的材料。轴销在做好了防腐防锈处理以外,还要保证材料具备优秀的耐磨能力;轴承外部的套管需要具备自润滑功能,并且在耐磨性、防腐性以及润滑性上与轴销保持一致性。
(4)隔离开关自动分闸。
故障原因:主要有三点可能原因,一是操作机构的涡轮蜗杆啮合不好,在运行中有发生倒转的情况;二是主拐臂的死点没有提前完成合理调整;三是在部分品牌的隔离开关中,发生了滚轮破裂的情况,就会导致导电部分的接触点没有严密贴合,产生放电。
处理方法:针对三点原因,针对性的进行处理,一是在进行检修时,清洗操动机构、检查涡轮蜗杆有无发生破裂的情况,刀闸的啮齿情况是否有异常,确保没有磨损或者卡涩的现象,刀闸的限位器以及制动装置应该能可靠动作;二是在检修时调整主拐臂到合适的位置;三是针对性的检查滚轮,一旦发现滚轮出现裂纹,立马进行更换且保证更换的滚轮具备更好的抗压能力。
(5)绝缘子断裂故障。
故障原因:主要还是隔离开关绝缘子的质量不过关、安装不到位、检修质量没有把关以及运行人员错误操作。
处理方法:在设计之初就要确保产品的质量,进行合理的厂验。另外在安装时应进行全面的验收,每一个部件的连接应根据厂家事先审核提供的紧固力矩值进行紧固,并针对绝缘子进行红外探伤检测。在定期的检修工程中,需要严把检修质量关。因此,必须及时地对刀闸进行维护或大修。
3 隔离开关维护方法
需要定期对隔离开关进行检修维护,按照投运年限进行小修或者大修,并且根据实际情况,配合保护定检或者开关大修同期完成。在开展维护工作前,应先手动/电动试分合刀闸和地刀,以了解其性能状况,从而能进行针对性的维护及消缺。同时,在攀爬瓷瓶工作前,应先检查瓷瓶无裂纹,尤其与金属粘合的部位,瓷质应无裂纹,水泥胶水无松化迹象。
(1)对于不满足技术要求的隔离开关,需要根据停电窗口期制定合理的改造或者更换计划,特别是对于额定电流不达标、动热稳定性不满足要求以及刀闸绝缘水平不够的隔离开关,需要进行及时更换。
(2)对于准备投运的隔离开关,需要进行回路电阻检验,并定期进行绝缘子的红外探伤检查,并以抽查的方式进行触指压力检查。
(3)强化刀闸导电部分、连杆以其连接部件、操动机构的外观性检查和润滑处理。
(4)在隔离开关的各个胶装部位应涂上具备良好防水性能的密封胶,同时在隔离开关的底座处提前打好排水孔,以杜绝由于雨水沉积结冰膨胀造成的绝缘子断裂情况发生。
(5)连接导线的弧垂应进行合理的调整,确保导线对于端子的拉力在合适的范围内。
(6)在进行检修时,清洗操动机构、检查涡轮蜗杆有无发生破裂的情况,刀闸的啮齿情况是否有异常,确保没有磨损或者卡涩的现象,刀闸的限位器以及制动装置应该能可靠动作;调整主拐臂到合适的位置;针对性的检查滚轮,一旦发现滚轮出现裂纹,立马进行更换且保证更换的滚轮具备更好的抗压能力。
4隔离开关选型关键点
在变电站涉及之初,通过对隔离开关的合理选型,可以有效降低后期的运维检修成本,以下是隔离开关选型的几个关键点:
(1)采取新型铜质合金材料来代替触指(触片)以及弹簧结构,运用导电杆自身具有的弹性力及正常运行时截流电动力,配以合适尺寸的动、静触头尺寸,确保有效电接触,降低触头过热发生可能性。
(2)轴承和轴套设计应确保运动过程中不会生锈并足够润滑,尽可能选用不锈钢材质。
(3)由于焊缝或焊点在喷涂之前会保留酸液,导致焊缝或者焊点处会在户外运行情况下发生腐蚀,并且迅速扩大,形成大面积的锈蚀,因此底座(架)、连杆以及螺栓的应选择非焊接结构。
(4)绝缘子以上结构应密封在壳体或管内,防止暴雨、冰雹、下雪情况下湿气引起的零部件锈蚀,从而造成隔离开关的不正常运行。
(5)硅橡胶复合材质属于新型绝缘材料,制造厂家需要研发能适合硅橡胶复合棒形绝缘子以应用在隔离开关上。
(6)联动杆和主传动杆的对接,应尽量采用柔性的连接方式,不要在现场进行焊接。这样既防止焊接处的生锈及扩大,又方便安装调整。
5小结
隔离开关是变电站里不可获取的重要组成部分,作为系统里重要的开关型设备,隔离开关的工作状况将直接影响系统的稳定、安全生产。本文针对隔离开关的基本原理进行了简要介绍,对于几类常见的隔离开关缺陷进行了研究,针对性的给出了解决常见缺陷的有效措施,提出了隔离开关的维护方法和选型关键点,对运检工作的高效开展有着现实指导意义。
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