隔離刀閘發(fā)熱缺陷的分析與預(yù)防

金小虎，張 睿

(1.慶陽供電公司，甘肅 慶陽 745000；2.甘肅電力科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730050)

紅外成像技術(shù)可以在不接觸電氣設(shè)備、不取樣、不解體、不停電的情況下對電氣設(shè)備絕緣故障進(jìn)行檢測和診斷，是一種較為理想的檢測電氣設(shè)備絕緣缺陷的現(xiàn)代化手段。

1 紅外測溫技術(shù)在監(jiān)測隔離刀閘發(fā)熱的應(yīng)用

1.1 紅外線測溫的目的和意義

紅外測溫技術(shù)可以在不停電的情況對電氣設(shè)備絕緣故障進(jìn)行檢測和診斷，能提前發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在的異常，將設(shè)備事故消滅在萌芽狀態(tài)，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。紅外測溫還可以起到預(yù)防性維護(hù)的作用，檢測人員可以通過分析找出設(shè)備已存在或潛在的問題。

紅外線診斷技術(shù)的應(yīng)用是對預(yù)防性試驗(yàn)的補(bǔ)充和完善，可以發(fā)現(xiàn)在電氣設(shè)備離線試驗(yàn)中不易或無法發(fā)現(xiàn)的設(shè)備缺陷，并填補(bǔ)了許多高壓設(shè)備缺少在線監(jiān)測的空白。在目前大力提倡狀態(tài)檢修的情況下，紅外檢測診斷技術(shù)已經(jīng)成為電氣設(shè)備從定期檢修向狀態(tài)檢修轉(zhuǎn)變過程中一項(xiàng)不可缺少的技術(shù)手段。

1.2 隔離刀閘發(fā)熱產(chǎn)生的危害及影響

隔離刀閘接觸部分發(fā)熱是由于壓緊彈簧或螺栓松動(dòng)使表面氧化所致，通常發(fā)展很快。受溫度的影響，接觸部分表面更易氧化，使其電阻增加，溫度升高，若任其不斷地發(fā)展下去，可能會產(chǎn)生電弧，演變?yōu)榻拥囟搪?，?yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為防止隔離開關(guān)因污垢、銹蝕導(dǎo)致觸頭燒壞事故，目前采用紅外測溫技術(shù)巡檢設(shè)備發(fā)熱情況，根據(jù)觸頭溫度，對隔離開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行判斷。

2 2起典型隔離刀閘發(fā)熱缺陷的分析

慶陽供電公司目前運(yùn)行的110 kV隔離刀閘數(shù)量為182組，35 kV隔離刀閘289組，型號為GW4型。2010年以來，運(yùn)行刀閘的缺陷日益增多，突出表現(xiàn)為刀閘的接線板、刀閘出線座、刀口發(fā)熱，其中刀口發(fā)熱最為突出。每年發(fā)現(xiàn)刀閘發(fā)熱缺陷均超過60起，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成極大的危害，也增大了設(shè)備的檢修維護(hù)成本。

(1) 長慶橋變電站1127長董線甲刀閘C相刀口發(fā)熱(故障相溫度為163 ℃，正常相為27 ℃)，具體狀況如圖1所示。

從紅外熱圖和現(xiàn)場照片可知，故障屬于單側(cè)觸指發(fā)熱。產(chǎn)生這個(gè)故障的主要原因是單側(cè)觸指接觸上了，另一側(cè)觸指沒有接觸上，致使導(dǎo)流面積減少一半，接觸電阻相應(yīng)增大1倍，造成接觸點(diǎn)發(fā)熱，發(fā)熱量的大小隨著負(fù)荷電流的大小變化。觸指的拉緊彈簧由于較大電流的通過也會隨著發(fā)熱退火，拉緊力會減小，造成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致嚴(yán)重過熱。另一側(cè)觸指處于虛接狀態(tài)，虛接處產(chǎn)生間隙放電，放電處將產(chǎn)生能量損耗發(fā)熱，造成此處觸指燒傷。

(2) 110 kV阜城變電站3511丙刀閘B相靠線路側(cè)的出線座及接線板發(fā)熱(故障相發(fā)熱處溫度為57.2 ℃，正常相相同處溫度為4.8 ℃)，紅外測溫圖像如圖2所示。

從圖2可知，這個(gè)故障有2處發(fā)熱點(diǎn)。

(1) 接線板處發(fā)熱。主要原因是接線板在安裝時(shí)螺絲未擰緊或者接線板不平，造成接觸不良，導(dǎo)致發(fā)熱，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，接線板表面不斷被氧化，隨著氧化的加劇，導(dǎo)致接觸狀況更差，如果負(fù)荷變大，發(fā)熱更加明顯。

(2) 刀閘出線座發(fā)熱。由于出線座內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)處的鋼球接觸不良造成發(fā)熱，停電檢查發(fā)現(xiàn)，其轉(zhuǎn)動(dòng)球頭內(nèi)的彈簧(共有8個(gè))只有5個(gè)完好，其余全部燒損，更換處理后測溫正常。

3 隔離刀閘缺陷成因分析

通過對大量的同類故障分析可知，隔離刀閘的發(fā)熱缺陷基本上都以接線板發(fā)熱、刀閘刀口發(fā)熱、出線座發(fā)熱等3種形式出現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)場的處理情況，總結(jié)了以下幾項(xiàng)發(fā)熱原因和注意事項(xiàng)。

3.1 刀閘觸頭設(shè)計(jì)不合理

刀閘在設(shè)計(jì)或制造過程中存在缺陷，如，觸指彈簧拉緊度不一樣、彈簧質(zhì)量不過關(guān)等，造成接觸不良，發(fā)熱。應(yīng)對這種發(fā)熱缺陷，可以選擇隔離刀閘的廠家和型號入手，應(yīng)選擇知名度高、刀閘質(zhì)量好的廠家，在購買隔離刀閘前寫好技術(shù)規(guī)范書，提出刀閘參數(shù)的具體要求。同時(shí)，在驗(yàn)收階段，加強(qiáng)對刀閘質(zhì)量的檢查。

3.2 安裝、維護(hù)、調(diào)試質(zhì)量欠缺

(1) 螺絲過松或過緊引起發(fā)熱。螺絲的擰緊力不夠，會造成接觸面接觸不良，導(dǎo)致發(fā)熱。此外，在安裝時(shí)往往擔(dān)心螺絲不緊會引起發(fā)熱，所以會用最大力氣擰緊，但由于接線板材料通常為鋁或銅，材質(zhì)較軟，螺絲過緊會造成接線板的兩端輕微地翹起，使接線板的有效接觸面減小，接觸電阻變大，也會造成發(fā)熱。所以，擰螺絲的力量不能過小，也不能過大，應(yīng)盡量使用力矩扳手進(jìn)行緊固，同時(shí)在接線板間涂導(dǎo)電脂，以保證接觸面的接觸良好。

(2) 在刀閘安裝完成后的調(diào)試過程中，由于調(diào)試不當(dāng)，會造成刀閘在合閘時(shí)某相合閘不到位，接觸不良；安裝時(shí)可能由于刀閘水平連桿的某個(gè)并帽螺絲沒有擰緊，經(jīng)過幾次分合閘操作后，出現(xiàn)水平連桿變位，導(dǎo)致刀閘的三相不同期，在合閘后出現(xiàn)某相刀閘不到位，造成刀口接觸不良。

3.3 刀閘操作后檢查不到位

運(yùn)行人員操作刀閘沒有合到位，之后因檢查不認(rèn)真，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)合閘不到位的情況，造成運(yùn)行時(shí)間不長就出現(xiàn)刀口發(fā)熱的現(xiàn)象。

3.4 驗(yàn)收人員責(zé)任心不強(qiáng)

驗(yàn)收是確保新設(shè)備和被檢修設(shè)備、安全運(yùn)行的重要一關(guān)。驗(yàn)收人員除了要檢查接頭的松緊、彈墊的壓接質(zhì)量、接觸面的接觸狀況外，對于大電流回路(＞200 A)應(yīng)要求安裝、檢修人員出具設(shè)備接頭檢測數(shù)據(jù)，以確保在1個(gè)檢修周期內(nèi)不發(fā)生接觸發(fā)熱，否則應(yīng)進(jìn)行考核。

3.5 檢修人員應(yīng)加強(qiáng)巡檢

檢修專業(yè)必須利用設(shè)備停電機(jī)會加強(qiáng)定期檢查維護(hù)工作，尤其是對隔離刀閘容易出現(xiàn)發(fā)熱故障的部位(刀口的觸指及彈簧、接線板、出線座)進(jìn)行全面的檢查和維護(hù)，特別注意對大負(fù)荷刀閘的運(yùn)行監(jiān)督，切實(shí)做好備品備件儲備工作。

4 結(jié)束語

進(jìn)行紅外測溫時(shí)，應(yīng)抓住那些不太明顯的表面現(xiàn)象，通過仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積累一些典型的溫度數(shù)據(jù)和熱圖譜，為以后發(fā)現(xiàn)異常提供依據(jù)。在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，不僅要按照導(dǎo)則的要求進(jìn)行定性，而且要找出發(fā)熱的成因，具體問題具體分析。