变电站高压闸刀运行中异常发热原因分析及对策探讨

变电站高压闸刀运行中异常发热原因分析及对策探讨 变电站高压闸刀运行中异常发热原因分析及对策探讨 摘 要 本文笔者对无锡供电公司变电运行一工区自2005年以来运行中高压闸刀发热缺陷进行统计，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，保证设备的可靠平安运行。 关键词 高压闸刀；发热；对策 中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：16717597051-066-02 高压闸刀是一种在电网中广泛使用的电气设备，由于其结构比拟简单，正常检修和维护工作常常不为人们所重视，日积月累，产生了很多问题。闸刀的健康状况已成为最薄弱的环节之一，对电网的平安、经济运行构成较大影响。 自2005年统计至今无锡供电公司变电运行一工区所辖变电站共发生闸刀发热缺陷44起，其中需紧急停电处理的I类缺陷19起，严重影响了无锡地区的供电可靠性。从闸刀运行与检修中发现的问题及异常情况来看，最突出的缺陷是导电回路过渡发热。对过热缺陷做的统计和分析可以看出：投运时间较久的刀闸比新投运的刀闸出现发热概率要大的多；闸刀桩头及闸刀中间触头部位发热故障率最高。一旦在运行中闸刀导电回路发生过热故障，一方面调度员那么需限制负荷，影响负荷出率；另一方面增加变电站值班员倒闸操作次数，严重危及了电网的平安可靠运行。为此我们在日常工作中有必要加强对此类问题进行深入研究。本文对近几年我公司变电运行一工区闸刀导电回路过热缺陷进行了统计分析，并在相应对策方面进行了探讨。 1 原因分析 电力系统中广泛使用的高压闸刀的导电回路主要由动静触头构成的主刀口接触导电杆、导电杆与接线座的过渡接触、引线接线座等组成，因此过热的部位主要是主接触刀口、过渡接触、引出线接线座。现场运行中动静触头接触局部及引线接线座发热最为多见。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，造成导电片未完全到达合闸位置，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动静触头接触压力缺乏。如GW系列闸刀合闸时其触指弹簧长期处于受拉状态下而疲劳，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，并且该弹簧外表生锈，甚至锈断，均造成闸刀在合闸时动静触头间过热，开展为严重过热故障。譬如GN型号刀闸动静触头两旁的弹簧经过屡次变位操作后，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。像GN型号、GW型号隔离开关没有灭弧杆，动静触头直接被电弧燃烧，故接触面烧损较重，导致动触头和静触头接触面发热。 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外表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，如GW系列闸刀，在合闸到位后，动触头和静触头连接处有放电现象。通过几次拉合刀闸后就能使得接触面的污垢层脱落而合闸正常。 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，或未去除外表氧化膜层。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，在确无影响平安的异常情况下，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 定期对闸刀进行检修，对动静触头接触部位应重点检修，详细检修内容如下： 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缺乏的触直应更换处理。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整体检修后应进行屡次合分操作，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。 2.4 更新改造老旧的闸刀 逐步淘汰一些运行多年、结构不合理的老型号闸刀，以彻底解决导电回路过热的缺陷。 2.5 注意闸刀的设计审核、施工工艺 对于新投运变电站应该选用可靠性高、技术先进的设备。安装时应注意安装工艺，对户外闸刀的引线连接应采用铜铝设备线夹连接，对户内闸刀接线板与引线铝排间可垫搪锡铜片，大电流回路应使用铜铝过渡板。铜铝线夹或铜铝过渡板均应对铜质局部搪锡，以提高接触效果，降低接触电阻。 3 结束语 高压闸刀异常发热既有设备本身的原因，也有检修安装施工等方面的原因，希望本文能够引起安装调试、检修、运行方的共同重视，切实降低闸刀异常发热对电网运行的影响。 参考文献 【1】国家电网公司.交流高压隔离开关和接地开关技术标准M. 【2】无锡苏源电器制造.隔离开关安装维护手册M. 【3】无锡供电公司.高压隔离开关检修作业指导书M. 作者简介 许建军，男，江苏无锡人，技师，助工，从事变电运行控制与管理工作。