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东芝B9导电膏在GN30型隔离开关中的实用性参考资料
GN30型隔离开关发热故障分析及处理

时间:2015-05-20 | 内容来源:豆丁网

【摘要】介绍GN30型隔离开关结构原理,分析其常见发热故障原因,并结合实际案例给出故障处理方法和步骤,最后总结降低GN30型隔离开关发热故障率的方法。
【关键词】GN30 东芝B9导电膏 隔离开关 发热 触指
【作者简介】高小明(1982-),工程硕士,工程师,研究方向位店里系统自动化。

引言

GN30型隔离开关属于户内旋转式高压隔离开关,具有结构紧凑、安装方便、操作省力等优点,近年在店里系统中应用十分普遍。随着电网负荷的不断提高,原有的GN30-12/3150/4000系列旋转式隔离开关由于结构的特殊性,在运行电流接近80%额定电流时,温升明显升高,超出国标要求,设备运行风险明显。据统计,2012年1月~2015年4月,广东电网GN30刀闸共发生紧急、重大缺陷209起,其中过热缺陷75起,占总缺陷数的35。89%,过热缺陷集中表现位刀闸触头处发热。本文将详细分析GN30型隔离开关常见发热故障原因,以期降低GN30型隔离开关发热故障率。

一.GN30型隔离开关结构及原理

GN30型隔离开关如图1所示。每相的静触头由8片触指构成,4对并列排布在底座两边。1对触指分为左触指和右触指,用禁锢螺丝固定安装在隔离开关底座两边。隔离开关在合闸状态时,触指的电接触由两部分构成,接触面1既触指和触动头间的接触,接触面2即触指和底座间的接触。刀闸在合位状态时,触指弹簧给触指锁片提供压力,让触指压紧刀闸的动触头,形成更有效果的接触。这样可使GN30型隔离开关每篇触指承担的电流小,电流分配较均匀,还可减少集肤效应,增大接触面积,有利散热、减少损耗等。

GN30型隔离开关结构及原理

二.GN30型隔离开关发热原因分析

产品结构设计
  1、 静触头底座只通过一根螺栓安装在绝缘底座上,若存在水平扭力,则有可能产生绕螺栓旋转移动的倾向。如果母线加工质量差,搭接处不能自然吻合,那么装配时形成的较大应力就会作用到静触头底座上,从而造成动静触头接触不良,引起发热。
  2、 每队触指都由一根螺栓连接在一起,存在安全隐患。如动静触头间压力不够,就会使两边接触电阻不相等,产生差压,从而造成部分电流从螺栓分流出去。然而,螺栓本身的导电性能很差,且螺栓与静触头底座只由弹簧连接,接触电阻很大,即使电流不大,螺栓发热也会很严重。这样既加剧了接头处的发热,又使得螺栓与弹簧在较高温度时的机械性能减弱,进一步引起静触头夹紧力下降,发热更严重,甚至造成螺栓融化断裂,经触指脱落,最后引发短路事故。
  3、 GN30型隔离开关动静触头间的链接近似于线接触,接触面积小,局部区域接触电阻大,易造成发热。
  4、 有些厂家的GN30型隔离开关的传动拐臂没有固定底座,分合闸过程中易造成虚位,从而使刀闸合闸猴的接触电阻增大。
  5、 有些厂家的GN30型隔离开关动触头内部有6个散热孔,但是加工精度不良导致动触头内部电厂分布不均,产生涡热现象。
  产品材料
  1、有些厂家用A3普通型钢板制作GN30型隔离开关框架,用铸铁制作GN30型隔离开关夹架,而这些材料具有导磁性,易产生涡流现象。
  2、大部分GN30型隔离开关的触指锁片是普通钢材或铁片,而这些材料在受热时弹性下降明显。
  安装工艺及运维
  1、设备安装调试,安装质量不好,动静触头接触面接触不良,有间隙,不平整,有毛刺等;底座螺丝未紧固,触指螺栓未测好、压紧;导电膏涂抹过多;回路电阻未达标等。这些都会引起接触电阻增大,导致发热。
  2、倒闸操作时动静触头没有合闸到位;操作过程中用力过大,导致机械损伤或磁瓶破损;分闸时动作不够迅速、果断、熟练,使动静触头间承受过长时间的电弧,引起电弧侵蚀,造成出头表面金属熔融,导致触头接触处发热,出头使用寿命缩短。另外,在日常巡检过程中,若未能及时发现隔离开关过热缺陷,发热故障得不到有效解除,则会加剧缺陷的严重程度。
  3、在日常工作过程中,应该压紧的固定接触部件螺栓没有压紧到位,接触处有污物,镀层脱落,动静触头有一定夹角不在一条直线上,接触处氧化产生电化学腐蚀,这些都会增大接触电阻,降低通流能力,造成连接处发热。同时,温度升高造成氧化反应速度加快,腐蚀物进一步增厚,接触电阻越大,发热越严重,形成恶性循环。

三.GN30型隔离开关发热故障处理

某日,在理性测温过程中发现100KV都田站#2主变变低5220刀闸存在发热现象。当时负荷电流为1682A,环境温度为25℃,5220刀闸A、B、C相最高温度分别为83、64、70℃。鉴于发热温度较高,申请停电检修。拆开接头,拆除触指、弹簧、锁片等零部件并检查,用酒精清洗触指、动触头并打磨,涂东芝B9导电膏,重新安装触指、弹簧、锁片等零部件。处理后,刀闸动静触头夹紧力正常,接触电阻A、B、C相分别为13、9、11uΩ,5220刀闸可以投运,但运行中需加强红外巡视测温检查。
  上述处理方法只能短时解决刀闸发热问题。设备长时间运行后,在大负荷电流和高压柜内散热差的情况下,刀闸发热问题还可能再现。因此,比较彻底的解决方案是更换此类型刀闸,如更换为GN22型刀闸。

四.GN30型隔离开关发热防范措施

GN30型隔离开关易发热是由设计缺陷导致,因此目前常规的做法是更换此类型的刀闸。对于暂时不能更换的存量刀闸,则需采取改进措施。
  1、 隔离开关安装时,要严格把好验收关。对于接头重要部件,要做好策士接头接触电阻和升温的试验。每个部件都应检查到位,检查结合部件的密合和螺丝固定情况。检查刀闸的同期性、水平同位状况,支柱垂直状况,刀闸合上后动静触头的密合和水平同线情况以及压指弹簧受力均衡情况。
  2、 现场组装人员技能水平需符合要求,要能保证组装工艺的质量水平。刀闸组装完毕后,进行温升抽查试验,以确保隔离开关各部件都组装到位且良好;进行压力试验,以确保隔离开关合上后触指和触头间无间隙且接触力度足够。
  3、 定期巡视测温大电流隔离开关,特别是在迎峰度夏期间或在运行方式调整后带更多负荷的情况下。同时,可在刀闸底座、触头等处粘贴试温蜡片或涂刷变色漆,以便日常巡视时发现过热缺陷。若有条件,可在高压柜内安装在线测温检测仪和散热风扇,以便及时了解刀闸温度并通过风扇降温。
  4、 在倒闸过程中应迅速拉合隔离开关,以缩短动静触头间燃弧时间,操作后要进行仔细检查,以确保分合闸到位。在检修过程中,缺陷处理要严格按照刀闸检修工艺标准要求进行,在平时也要尽量利用停电窗口进行维护检修工作,做到“有停必修”。

结束语

本文分析了GN30型隔离开关的发热原因,并结合实例介绍了处理措施,对GN30型隔离开关发热故障处理有实际参考意义。最后,给出了GN30型隔离开关发热故障的预防措施,以期尽可能减少该类故障的发生。

参考文献

【1】 王树声,变电检修【M】。北京:中国电力出版社,2012
  【2】 张伟,高压隔离开关触头导电性失效研究【D】。北京:花呗电力大学,2011
  【3】 参考资料摘自豆丁网

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