运行中的隔离开关触头发热原因分析与异常处理

1、摘要:根据变电站设备运行实际,探讨了隔离开关常见故障。研究了隔离开关触头过热事故的原因及应采取的措施。为变电站实施反事故技术措施提供了依据。 关键词:隔离开关;电弧侵蚀;收缩电阻;过热事故 隔离开关在高压电气设备序列中属通断类设备。由于其工作频繁,使用范围广泛,过热故障时有发生。我们有必要对隔离开关的过热故障进行分析研究,使其安全、可靠的发挥应有的作用。 1隔离开关过热故障的分析 由于隔离开关各结构部件基本外露,所以它的故障大体上属于外部故障。隔离开关一部分过热故障集中在导电罩、主触头和刀口压指等处,一部分过热故障集中在隔离开关接线端,线夹与导线的连接处

2、。 隔离开关过热故障的原因主要有以下几种: 隔离开关接线端与导体触头长期裸露于大气中运行,极易受到水蒸气、腐蚀性尘埃和化学活性气体的侵蚀,在连接件接触面上形成氧化膜,使导电体表面电阻增加,造成接触不良而发热。 导线在风力舞动下或因负荷变化,引起连接件因周期性热胀冷缩,造成连接螺丝松动减小了连接件有效接触面积,增大接触处的收缩电阻。受风力影响的故障,一般是发热触头处在隔离开关的出线侧,引线过长(3m以上)处于悬垂状态。大风时严重摇摆,滚动触头受力后,使各滚动触指接触压力失衡,造成接触电阻增大发热。还有GW10-220W隔离开关因管母摆动,使刀闸夹件松弛,造成动静触头

3、处弧光放电。 安装检修不符合工艺要求,使倒闸操作中隔离开关触头合不到位,或过止点。 设计结构不合理。 2 隔离开关触头在运行中的过热机理分析 触头是隔离开关中的一个元件,其性能好坏对高压电器整体性能起着关键作用。 隔离开关触头过热的主要因素: 机械磨损。触头在不断的闭合过程中,承受着机械闭合力的冲击,从而造成触头的变形、龟裂与剥落,统称为机械磨损。 接触电阻。接触电阻产生的原因有两个:一是表面膜影响,二是收缩电阻。当动静触头相互接触时,仅有少数突出点真正接触,结果使电流收缩至有限的几个载流点,这种现象叫收缩电阻。我公司一台J

4、YN2-10-31D型手车开关隔离插头主回路动、静隔离触头烧损就是收缩电阻造成的。现场巡视设备中也发现该JYN2-10-31D型手车开关隔离插头放电现象与理论分析相吻合。我们在变电站巡视设备,亲眼目睹了一次事故过热过程:1)隔离插头触头间出现兰色、红色的放电火花及“呲呲”的放电声。2)电弧侵蚀的过程中声响变大,动静触头烧熔后,烧坏有机质绝缘护罩产生弧光飘移,发展为相间短路烧坏开关。这样在现场发现事故前兆的几率一般是很低的,因此对其进行分析就显得更加重要。电弧侵蚀。隔离开关开闭过程中电弧作用,能使触头表面的金属熔融,蒸气飞溅而散失,这种现象称为电弧侵蚀。它决定触头的使用寿命。 熔焊。当

5、触头在闭合状态下,由于通过很大的短路电流或过载电流,使触头发热而形成熔焊称为静熔焊。当触头在闭合过程中由于弹跳而产生的电弧所形成的熔焊称为动熔焊。如果触头熔焊后的焊接强度大于开关的机械分断力,触头就不能断开。如我公司的胡村站10KV西母隔离开关GN8-10T型隔离开关,由于刀口设计横位,接触面积小,在线路有短路故障时刀闸接点处多次粘连,如图1;而同一变电站10KV东母隔离开关,由于刀口设计竖位,接触面积合理而稳定运行,如图2。 运行于电力系统合闸位置的10kV隔离开关,如GN2-10、GN6-10、GN8-10动静触头大多数处于图2横位状态,由于设计不合理,运行中出现缺陷概率大。所以

6、应考虑大范围的技术改造,以满足电力系统稳定性运行的要求。 变电站运行中的隔离开关熔焊主要原因有:部件松动,刀口设计接触面积小,刀口合的不严,通过短路电流时造成接触部分过热使刀口熔焊。熔焊后的隔离开关不能进行正常的倒闸操作,母线隔离开关检修,会造成母线停电损失。 3隔离开关的运行与故障处理 运行中对隔离开关的要求:首先应能满足通过短路电流时的动稳定和热稳定条件;其次要求隔离开关结构简单、紧凑、摩擦力小,便于检修。 隔离开关的常见故障:接触部位发热、拉合失灵及操作卡滞、三相不同期。 对隔离开关接触部位发热的检查,可使用下列方法: 使用红外

7、线测温仪。夜巡。雨雪天气观察水蒸气、积雪融化情况。检查接触部分的金属颜色、气味、相色漆变色开裂及烤糊焦味。发现隔离开关触头过热、变色时,应立即汇报调度,采取限负荷措施或通知检修人员来站停电处理。摘要:根据变电站设备运行实际,探讨了隔离开关常见故障。研究了隔离开关触头过热事故的原因及应采取的措施。为变电站实施反事故技术措施提供了依据。 关键词:隔离开关;电弧侵蚀;收缩电阻;过热事故 隔离开关在高压电气设备序列中属通断类设备。由于其工作频繁,使用范围广泛,过热故障时有发生。我们有必要对隔离开关的过热故障进行分析研究,使其安全、可靠的发挥应有的作用。 1隔离开关过热故障

8、的分析 由于隔离开关各结构部件基本外露,所以它的故障大体上属于外部故障。隔离开关一部分过热故障集中在导电罩、主触头和刀口压指等处,一部分过热故障集中在隔离开关接线端,线夹与导线的连接处。 隔离开关过热故障的原因主要有以下几种: 隔离开关接线端与导体触头长期裸露于大气中运行,极易受到水蒸气、腐蚀性尘埃和化学活性气体的侵蚀,在连接件接触面上形成氧化膜,使导电体表面电阻增加,造成接触不良而发热。 导线在风力舞动下或因负荷变化,引起连接件因周期性热胀冷缩,造成连接螺丝松动减小了连接件有效接触面积,增大接触处的收缩电阻。受风力影响的故障,一般是发热触头处在隔离开关

9、的出线侧,引线过长(3m以上)处于悬垂状态。大风时严重摇摆,滚动触头受力后,使各滚动触指接触压力失衡,造成接触电阻增大发热。还有GW10-220W隔离开关因管母摆动,使刀闸夹件松弛,造成动静触头处弧光放电。 安装检修不符合工艺要求,使倒闸操作中隔离开关触头合不到位,或过止点。 设计结构不合理。 2 隔离开关触头在运行中的过热机理分析 触头是隔离开关中的一个元件,其性能好坏对高压电器整体性能起着关键作用。 隔离开关触头过热的主要因素: 机械磨损。触头在不断的闭合过程中,承受着机械闭合力的冲击,从而造成触头的变形、龟裂与剥落,统称为机械磨

10、损。 接触电阻。接触电阻产生的原因有两个:一是表面膜影响,二是收缩电阻。当动静触头相互接触时,仅有少数突出点真正接触,结果使电流收缩至有限的几个载流点,这种现象叫收缩电阻。我公司一台JYN2-10-31D型手车开关隔离插头主回路动、静隔离触头烧损就是收缩电阻造成的。现场巡视设备中也发现该JYN2-10-31D型手车开关隔离插头放电现象与理论分析相吻合。我们在变电站巡视设备,亲眼目睹了一次事故过热过程:1)隔离插头触头间出现兰色、红色的放电火花及“呲呲”的放电声。2)电弧侵蚀的过程中声响变大,动静触头烧熔后,烧坏有机质绝缘护罩产生弧光飘移,发展为相间短路烧坏开关。这样在现场发现事故前兆

11、的几率一般是很低的,因此对其进行分析就显得更加重要。电弧侵蚀。隔离开关开闭过程中电弧作用,能使触头表面的金属熔融,蒸气飞溅而散失,这种现象称为电弧侵蚀。它决定触头的使用寿命。 熔焊。当触头在闭合状态下,由于通过很大的短路电流或过载电流,使触头发热而形成熔焊称为静熔焊。当触头在闭合过程中由于弹跳而产生的电弧所形成的熔焊称为动熔焊。如果触头熔焊后的焊接强度大于开关的机械分断力,触头就不能断开。如我公司的胡村站10KV西母隔离开关GN8-10T型隔离开关,由于刀口设计横位,接触面积小,在线路有短路故障时刀闸接点处多次粘连,如图1;而同一变电站10KV东母隔离开关,由于刀口设计竖位,接触面积

12、合理而稳定运行,如图2。 运行于电力系统合闸位置的10kV隔离开关,如GN2-10、GN6-10、GN8-10动静触头大多数处于图2横位状态,由于设计不合理,运行中出现缺陷概率大。所以应考虑大范围的技术改造,以满足电力系统稳定性运行的要求。 变电站运行中的隔离开关熔焊主要原因有:部件松动,刀口设计接触面积小,刀口合的不严,通过短路电流时造成接触部分过热使刀口熔焊。熔焊后的隔离开关不能进行正常的倒闸操作,母线隔离开关检修,会造成母线停电损失。 3隔离开关的运行与故障处理 运行中对隔离开关的要求:首先应能满足通过短路电流时的动稳定和热稳定条件;其次要求隔离开

13、关结构简单、紧凑、摩擦力小,便于检修。 隔离开关的常见故障:接触部位发热、拉合失灵及操作卡滞、三相不同期。 对隔离开关接触部位发热的检查,可使用下列方法: 使用红外线测温仪。夜巡。雨雪天气观察水蒸气、积雪融化情况。检查接触部分的金属颜色、气味、相色漆变色开裂及烤糊焦味。发现隔离开关触头过热、变色时,应立即汇报调度,采取限负荷措施或通知检修人员来站停电处理。操作隔离开关,发现拒动时的处理: 机械操作的隔离开关发生拒合或拒分,应检查断路器是否断开,隔离开关机械闭锁是否解除,隔离开关传动机构是否有卡塞的地方,闸口是否锈死或烧伤,可轻轻晃动操作把手进行检查,在未查明原因前不得强行操作。 操作电动隔离开关出现拒动时,应首先判明是隔离开关机械传动部分故障还是电动操作回路故障,如果是电动回路故障,应检查各电气闭锁回路是否已经解除,操作回路电源三相电压是否正常,如果经检查确系电动操作回路故障,可用手动操作机械拉、合隔离开关,当发现为电气回路闭锁为解除时,在未查明原因前不得强行解除闭锁操作隔离开关。 操作中隔离开关发生支持绝缘子断裂,严禁操作该隔离开关,应汇报调度,通知检修单位处理。如果发现隔离开关机械传动部分存在缺陷,但隔离开关导电部分良好无问题,可待下次隔离开关停电时处理。 隔离开关合闸时,