化工企業(yè)高壓電器開關(guān)發(fā)熱故障的分析與處理

李 華興 泉

（1.巨化集團(tuán)公司生產(chǎn)運營部；2.巨化集團(tuán)公司供電分公司：浙江 衢州 324004）

經(jīng)驗交流

化工企業(yè)高壓電器開關(guān)發(fā)熱故障的分析與處理

李 華1興 泉2

（1.巨化集團(tuán)公司生產(chǎn)運營部；2.巨化集團(tuán)公司供電分公司：浙江 衢州 324004）

介紹了110 kV供電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的GW4-126型隔離開關(guān)存在的發(fā)熱比較突出問題，通過對故障點進(jìn)行解體分析研究，找出了故障存在的原因，提出了處理改進(jìn)的具體預(yù)防措施，以消除此主要供電設(shè)備故障對化工生產(chǎn)供電的嚴(yán)重威脅。

隔離開關(guān)；110 kV系統(tǒng)；發(fā)熱；安全穩(wěn)定運行

化工企業(yè)具有高溫高壓、易燃易爆等生產(chǎn)特點，對供電的可靠性要求很高。隨著生產(chǎn)負(fù)荷的提高，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提出了更高的要求。電力系統(tǒng)的波動和故障會造成化工生產(chǎn)停工、停產(chǎn)、甚至發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和不良社會影響。110 kV隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中主要的供電設(shè)備之一，其安全運行與否對電網(wǎng)影響很大。根據(jù)實際情況和現(xiàn)場運行條件，對某110 kV線路隔離開關(guān)出現(xiàn)的發(fā)熱、設(shè)備設(shè)計缺陷等問題進(jìn)行故障分析，排除設(shè)備故障。

1 故障現(xiàn)象及處理

運行值班人員在例行巡檢時，發(fā)現(xiàn)某110 kV線路GW4-126型隔離開關(guān)導(dǎo)電回路上面有紅點，紅外線成像儀檢測發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)B相導(dǎo)電槽內(nèi)溫度高達(dá)160℃。燒壞的隔離開關(guān)與正常的隔離開關(guān)比較見圖1。

用HLC5501回路電阻測試儀測試導(dǎo)電回路的回路電阻，發(fā)現(xiàn)A、B、C三相回路電阻分別為211、459、273 μΩ，遠(yuǎn)大于出廠標(biāo)準(zhǔn)的 160 μΩ。

對導(dǎo)電槽解體后發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)動軸密封不好并且沒有排水槽，致使轉(zhuǎn)動軸內(nèi)有積水；受現(xiàn)場環(huán)境的影響，污染比較嚴(yán)重。這2方面的因素致使導(dǎo)電槽內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象；閘刀本身銅鋁連接較多，在電介質(zhì)的作用下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。

處理方法：對接頭部分清洗、打磨，去除連接頭處的油漆，銅鋁接觸面涂導(dǎo)電膏，以增大接觸面積、減小接觸電阻；同時更換燒壞的軟連接。針對導(dǎo)電桶內(nèi)積水問題，增加引水槽，隔離開關(guān)導(dǎo)電槽上樁頭采用密封處理，解決桶內(nèi)因積水而出現(xiàn)的“燒開水”現(xiàn)象。

2 原因分析

1)轉(zhuǎn)動軸密封不好并且沒有排水槽，致使轉(zhuǎn)動軸內(nèi)有積水。長期以來，導(dǎo)電槽內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)所謂的“燒開水”現(xiàn)象。該型號隔離開關(guān)設(shè)計存在嚴(yán)重的缺陷。

2)閘刀銅鋁連接多，每相有8個銅鋁連接點。由于運行條件的限制，使電氣設(shè)備經(jīng)常暴露于空氣中，氧化及大氣污染所產(chǎn)生的電化效應(yīng)是使設(shè)備接觸電阻增大的關(guān)鍵因素。電氣設(shè)備的連接一般采用銅、鋁等金屬材料，其氧化物比它本身的電阻大幾百倍，實驗表明，在40×40 mm的純鋁接觸面上，如果存在5 nm厚的氧化鋁薄膜，在保持足夠大的接觸壓力，其薄膜已處于臨界變形狀態(tài)，其接觸電阻達(dá)到數(shù)mΩ級。在隔離開關(guān)動靜觸頭表面會出現(xiàn)由物理、化學(xué)等諸多因素產(chǎn)生的污染薄膜，這種薄膜一旦形成，就會不斷地使別的接觸點喪失載流能力，接觸電阻開始緩慢地增加，一旦接觸點減少到某一臨界值，其溫升就會超過設(shè)備的允許值，進(jìn)一步引起接觸面的氧化，從而使接觸電阻急劇上升，造成惡性循環(huán)。

3)載流能力較差。該GW4-126型的隔離開關(guān)，出廠標(biāo)稱額定電流為1 250 A。但是，實際運行中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流到達(dá)額定電流的1/4時就會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的發(fā)熱。特別是在在高溫季節(jié)時，問題更加嚴(yán)重。表1是運行值班人員對同類型隔離開關(guān)跟蹤測溫結(jié)果。

表1 開關(guān)跟蹤測溫情況Tab 1 Conditions of switch tracking temperature

3 類似案例

由于隔離開關(guān)本身缺陷而造成嚴(yán)重發(fā)熱引起開關(guān)跳閘的事故案例在國內(nèi)某些化工企業(yè)有所發(fā)生。

案例1：某氯堿廠一條35 kV進(jìn)線開關(guān)因接觸電阻過大，過熱導(dǎo)致單相接地進(jìn)而引起短路跳閘，不但造成該廠燒堿裝置失電停車，還引起的沖擊造成化工聯(lián)合企業(yè)其他分廠的大量裝置停車，對生產(chǎn)造成較大影響，所幸應(yīng)對及時、正確，未引發(fā)次生事故。

案例2：某化工企業(yè)自備電廠因6 kV廠用線開關(guān)C相主觸頭接觸不良，先發(fā)熱，然后發(fā)展成單相對地放電，竄弧至電度表專用壓變間隔高壓熔絲連接鋁排引發(fā)相間短路，造成1臺發(fā)電機(jī)跳停，影響供電。

從以上案例可見，隔離開關(guān)發(fā)熱如未在巡檢中及時發(fā)現(xiàn)，過熱引起短路跳閘將影響化工企業(yè)安全生產(chǎn)。而根本解決之道就是要采取有效措施徹底消除隔離開關(guān)本身存在的缺陷。

4 對策措施

1)防氧化。接頭的接觸表面要進(jìn)行防氧化處理，應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂（即導(dǎo)電膏）。

2)接觸面處理。盡量減少銅鋁連接的數(shù)量。

3)工藝程序。制定連接點安裝的技術(shù)規(guī)范程序。根據(jù)造成連接點過熱的不同類型，制定不同的工藝規(guī)程；安裝時，嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行。

4)檢測措施。對于運行設(shè)備，有關(guān)人員要定期巡視連接頭發(fā)熱情況。有些連接點過熱可通過觀察來確定，比如運行中過熱的連接點會失去金屬光澤，導(dǎo)體上連接點附近涂的色漆顏色加深等。

5)定期對運行條件差的設(shè)備做好清潔、掃除污穢物的工作。

6)要定期檢查觸頭是否偏離合閘位置；清潔觸頭，如果發(fā)現(xiàn)觸頭有嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，則應(yīng)及時更換。

5 結(jié)束語

隔離開關(guān)是電網(wǎng)中重要的設(shè)備。從目前的監(jiān)測情況來看，由于材料質(zhì)量和制造廠家設(shè)計的問題，因此此類發(fā)熱情況還出現(xiàn)在其他同類型隔離開關(guān)上面，特別是用電高峰期間問題就更加突出。通過解剖分析110 kV線路隔離開關(guān)的發(fā)熱故障，為以后在此類隔離開關(guān)修理上積累了有效經(jīng)驗，以及時發(fā)現(xiàn)和消除供電設(shè)備缺陷，保障對化工生產(chǎn)的可靠供電。

Analysis and Treatment of High Voltage Electrical Switch Heating Failure in Chemical Enterprise

Li hua1,Xing Quan2

(1.Production Operation Department of Juhua Group Company;2.Juhua Group Company Power Supply Branch:Quzhou,Zhejiang 324004)

This paper introduced the prominent heating problems of the GW4-126 type isolating switch widely used in 110 kV power supply system.The reasons of the fault existence were founded through disassembly analysis research of the fault point;the concrete preventive measures of improved treatment were put forward to eliminate the serious threat of the main power supply equipment failure to chemical production power supply.

isolating switch;110 kV systems;heating;safe and stable operation

TQ083+.1

BDOI10.3969/j.issn.1006-6829.2012.04.018

2012-05-26