220 k V隔離開關觸頭燒損缺陷分析

付煒平,范曉丹,李 強,王 偉

(國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司,石家莊 050020)

220 k V隔離開關觸頭燒損缺陷分析

付煒平,范曉丹,李 強,王 偉

(國網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司,石家莊 050020)

針對一組220 k V隔離開關過熱故障,對發(fā)熱原因進行分析,指出了此類型隔離開關在設計上存在的缺陷,提出了相應的改進措施,為此類隔離開關在今后的故障處理及設備治理方面提供了參考。

隔離開關;過熱故障;設備治理

由于對隔離開關的日常監(jiān)測(檢測)手段較少,加之存在檢修人員對隔離開關的重視程度不足,尤其是當隔離開關處于備用狀態(tài)時,幾乎沒有檢測手段,隨著大氣環(huán)境的惡化,隔離開關元件的氧化、劣化程度不斷加大,早期隔離開關在設計、工藝上存在不足等多重因素,導致隔離開關在運行中機械、電氣故障時有發(fā)生。對于一些長期處于備用狀態(tài),又由于電網(wǎng)方式原因未能夠按照“規(guī)程”要求及時進行周期性檢修的隔離開關,一旦轉入運行狀態(tài),發(fā)生發(fā)熱故障的情況非常多。

1 故障概況

在某變電站進行2號主變壓器由220 k V 2號A母線倒至220 k V 1號A母線操作過程中,合上隔離開關(2122隔離開關在合位),發(fā)現(xiàn)隔離開關(隔離開關為某廠產252型產品,因電網(wǎng)方式原因,已連續(xù)6年未進行檢修)U相母線側靜觸頭軟連接嚴重過熱,短時內有冒煙現(xiàn)象且可見紅光,對該隔離開關進行多次分合閘操作后情況仍未見好轉,故障發(fā)生后檢修單位立即申請將該隔離開關轉檢修處理。

2 觸頭檢查情況

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),該隔離開關三相觸指及導電桿無明顯燒損跡象,靜觸頭觸指彈簧拉緊力良好,軟連接兩側及中間固定螺栓無松動現(xiàn)象。但隔離開關三相兩側的靜觸頭軟連接均存在不同程度燒損,以U相母線側靜觸頭最為嚴重(即倒閘操作時存在過熱的觸頭),5根軟連接全部燒斷。各靜觸頭軟連接燒損情況見表1。

表1軟連接燒損情況

3 發(fā)熱原因分析

觸頭燒損如此嚴重的情況并不多見,通過分析認為該隔離開關在設計上存在缺陷。

3.1 設計結構

該隔離開關觸頭結構示意每個靜觸頭由觸指與導電座進行滑動接觸形成通流主回路(圖1粗虛線),與導電座相連的銅辮子僅起輔助通流作用(圖1細虛線)。

圖1 隔離開關觸頭結構示意

3.2 觸頭發(fā)熱原因

a.由于GW7型隔離開關動、靜觸頭需要旋轉后接觸,觸指與導電座間的通流主回路為滑動接觸,在長期不進行維護的情況下容易積灰引起通流能力下降。

b.觸指與導電座間的銅辮子線只能起到輔助通流作用,其通流截面積約100 mm2左右,通流能力約400 A,不能完全替代通流主回路作用。

c.在通流主回路積灰造成電阻增大甚至絕緣的情況下,大部分電流由銅辮子線承擔,但由于銅辮子線通流能力不足,造成過熱甚至燒斷。

d.對現(xiàn)場拆下來的靜觸頭彈簧和鍍銀層厚度進行材質檢測均合格,可以排除觸頭材質原因。

e.對現(xiàn)場燒斷的銅辮子進行檢查,發(fā)現(xiàn)有氧化腐蝕現(xiàn)象嚴重,分析原因一是該地區(qū)處于重污染地區(qū)(5 km處有一磚廠、10 km處有一工業(yè)區(qū)),容易引起戶外材質腐蝕,二是隔離開關使用的銅辮子為若干細銅絲編制而成,銅絲與空氣接觸面積大、抗氧化能力弱,戶外長期運行后易發(fā)生腐蝕。

銅辮子燒斷主要原因為主導電回路積灰造成,即使銅辮子未受腐蝕在主導的回路通流不良情況下也會燒損。加之其受到腐蝕,通流能力下降,更加劇了缺陷發(fā)展。

4 改進措施

GW7型隔離開關為某廠早期產品,在運行中已出現(xiàn)過多次動靜觸頭接觸不良導致發(fā)熱故障,在2006年以后為解決觸指彈簧銹蝕、彈簧失效而導致的觸頭接觸壓力不夠、觸指溫度過高等問題,廠方已將隔離開關動靜、觸頭及導電桿運行形式做了完善化改造。

a.觸指由板形結構改為“U”結構,且觸指彈簧由內拉式改為外壓式結構。

b.導電部位除兩斷口滑動接觸外,其余均為固定接觸。

c.分合閘操動過程由導電桿水平旋轉分、合閘改為先水平旋轉再翻轉(兩步動作)的分合閘操作形式。

5 結束語

由于此類GW7型隔離開關,存在設計缺陷,導致接觸不良發(fā)熱故障頻出,建議對此進行完善化改造,更換為GW7C型產品,徹底消除設備發(fā)熱隱患。如無法立即進行更換,應做好以下幾點工作。嚴格按照狀態(tài)檢修周期要求開展停電檢修,檢修過程中注意清理靜觸頭內觸指與導電座滑動接觸面的污垢,在清理干凈后,滑動接觸面不允許涂抹凡士林或潤滑脂等容易粘灰的物質。建議每三個月進行一次紅外測溫工作,重點加強動靜觸頭接觸面、滑動接觸面、螺栓壓接面等易發(fā)熱部位測溫。在設備倒閘操作后、投入運行后6 h內對隔離開關進行一次紅外線測溫工作,并記錄測試數(shù)據(jù),動態(tài)掌握設備運行情況。對存在類似結構的其他隔離開關廠家進行排查,并做好停電檢修工作。

本文責任編輯:丁 力

Analysis on Contacts Burning Accident of 220 k V Disconnector

Fu Weiping,Fan Xiaodan,Li Qiang,Wang Wei
(State Grid Hebei Electric Power Corperation Maintenance Branch,Shi Jiazhuang 050070,China)

This paper introduces a contacts burning accident of a disconnector,and proposes the design defect after analyzes the overheat accident of contacts.At last,the paper puts forward the treatment measures which provide a reference for similar fault treatment and equipment targeted management in the future.

disconnector;overheat accident;equipment management

TM595

:B

付煒平(1976-),男,高級工程師,主要從事超高壓電網(wǎng)的維護管理工作。