Gn30型高压隔离开关常见故障及处理

卫 毅

[摘要]隔离开关是变电站、输、配电线路中与断路器相配合使用的一种重要设备,为了对它有更深刻的了解和应用,确保设备安全、可靠运行,通过在工作实践中摸索和结累,在文中阐述隔离开关在实际运行中常见故障及其处理办法。

[关键词]隔离开关常见故障处理办法

中图分类号:TM8文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110015-01

一直以来,高压隔离开关都是电力系统中使用量最大、应用范围最广的高压电器设备之一。近年来,随着用电负荷的增加,新变电所的建设,各种新型结构、材料的电气设备亦层出不穷,高压隔离开关也从功能、结构、用途由单一趋于多样化以适应不同地域、不同接线方式的需要,各种型号的隔离开关虽然用途相同,但结构、适用范围各不相同,各类隔离开关的检修维护工作也大相径庭。然而,由于生产工艺、超期维护等因素的影响,高压隔离开关在运行中很容易出现操作卡涩、刀闸拒合、接触部位发热等各种故障,有些严重事故甚至引起了大面积停电,给企业和社会带来不可估量的经济损失和政治影响。

一、GN30型隔离开关

本文针对GN30型隔离开关的故障排除进行了分析阐述,提出了具有可操作性的意见。GN30型隔离开关是一种旋转触刀型的新型隔离开关,主体是通过两组绝缘子固定在隔离开关的底架上下两个面上,上下两个面之间由固连在开关底架上的隔板完全分开,通过旋转触刀,从而实现隔离开关的分合,是安装在XGN型开关柜和部分GGIA开关柜上,可使开关柜实现结构紧凑,合理,简单,提升开关柜的安全可靠性。

二、GN30型隔离开关故障经过

在电网的日常运行中,该隔离开关在运行中发生触头烧毁,给电网安全运行造成严重影响。一次是GN30型隔离开关发生故障,A相动触头上半部发生严重烧毁;另外一次是GN30型隔离开关爆炸,母线侧触头烧熔。

(一)故障统计。以上两宗设备故障经查都是GN30型隔离开关。为此,针对该类型设备我们统计了历年来的同类型故障。2005年期间出现2次GN30-10/3150隔离开关故障和1次电容器GN30-10/1250隔离开关故障。历年运行中,更是发现5次同类故障和3次未遂故障。同时,该类型隔离开关在运行中还存在普遍性发热缺陷。

(二)故障情况。发生故障后,我们及时停电检查。在第一次故障中,我们在现场明显观察到触头出现燃弧,发热温度达到400℃(红外测温),从烧毁的触头部分可以发现,该隔离开关A相动触头导向圆盘下侧及静触头下触指靠近导向圆盘处烧毁特别严重,证明是在导向圆盘的下侧与静触头下触指接触部位开始发生燃弧,然后电弧逐渐向周围扩散。故障分析发现该隔离开关限位挡块上限半圆部位已磨去,限位挡块失去作用,合闸时动触头棒撞底,造成C相绝缘瓷套破裂,在受到大电流和过电压的冲击下发生接地,引发短路故障;第二次故障中,分析发现A相动触头膨胀使绝缘瓷套内部受力,同时使两侧触指受力分离爆开,导致了短路故障。

三、原因分析及处理

GN30型隔离开关大量出现触头发热现象,触头的发热容易烧坏触头和促使瓷套受热胀裂,绝缘瓷套震裂和其固定不可靠容易脱落直接造成单相接地,甚至相间短路故障。

(一)原因分析

通过分析GN30型隔离开关的结构特点和动作原理,发现该开关采用单片式浮动触指,与动触头和静触头座是靠弹簧来压紧的,在使用一段时间后后,由于弹簧压力的减弱,进而使得触指的接触面积过小,导致电阻过大,由于电流突然增大,在紧密接触处首先发热,产生燃弧,然后向周围蔓延造成燃弧。

(二)处理方案

1.应急处置。由于在现场,没有相关备件,我们采取了对隔离开关A相进行短接后投入运行的方式,避免了电网停电运营事故的发生。

2.检修处置。我们分别对所管辖的各段电路,对220KV变电站,每10KV整段停电,将停电的大电流隔离开关和母线侧隔离开关进行了检修;对110KV变电站,按全站停电将10KV各段大电流隔离开关和母线侧隔离开关进行了检修。在检修中,发现存在类似故障隐患的有大电流隔离开关(3150A)7把、小电流隔离开关(1250A)11把,逐步更换上新一代GN30V-12隔离开关。

3.加强测温。为防范于未然,在日常监控中,特意加强测温的检查一项,做到时时有监控。我们针对该隔离开关的发热隐患,加强了红外线测温和维护检查。更换大电流隔离开关的同时,在每相加装在线测温装置,并将各开关

柜部分观察窗更换为测温窗,便于运行监测和测温操作。

四、处置故障体会

处置隔离开关的故障,必须要有“三个心”,即用心、细心、尽心,只有这样才能处置好各类问题,才能有更好的处置对策。

1.在更换了新型GN30V-12隔离开关后,我们在重新制作母线侧铜排进行连接,母线侧的连接铜排造成相连的静触头座受拉力向外或向内倾斜,导致合闸操作后触头位置不理想,甚至出现撞底;我们采取了在调整铜排和垫片在母线侧的连接位置或是通过静触头瓷瓶垫纸改善静触头座方向,防范了合闸不够或过深撞底现象。

2.在更换隔离开关后的验收过程中,发现个别螺栓烧牙。经检查,烧牙螺栓为旧螺栓,因多次使用使螺牙磨损和刚度退化,影响了导体连接效果。我们在以后的每次更换隔离开关后,都同时更换全部连接螺栓,禁止使用那些旧紧固件,并且要求隔离开关重要连接部位使用高强度8.8级的螺栓。

3.更换过程中,曾检查发现部分绝缘子固定母线的金具断裂,将影响母线的动稳定。因此,我们每次更换隔离开关工作,都必须携带适量的母线固定金具,检查发现有断裂的,必须立即予以更换。

4.在更换整段母线侧隔离开关后,进行耐压试验,发现两只穿柜套管绝缘击穿。在整段母线侧隔离开关进行更换后,必须对整段母线及母线侧隔离开关进行每相对地耐压试验和绝缘检测。

总结,该GN30型隔离开关经过对损坏部件更换及重新调试后,投入现场运行后一切正常,但这几次事故暴露出来的问题值得认真思考。在设备选型时,应尽量选择运行业绩好,质量可靠的隔离开关,并考虑适当备品备件;在设备安装过程中要及时发现问题,及时解决,不能把缺陷留到设备运行后;定期做好隔离开关维护工作,提高检修质量,确保刀闸可靠运行;运行人员操作时,一定要在现场仔细检查隔离开关合闸过程是否正常,确认触头接触可靠。在条件允许情况下,可以通过观察二次侧三相电流读数,判断隔离开关接触是否可靠。只有深入细致地做好各项工作,才能确保隔离开关的可靠性,才能保证电网的安全运行。

参考文献:

[1]梁华贵,隔离开关故障分析与防范,技术与市场,2007年第06期.

[2]杨德华,10kV旋转式隔离开关易引发的故障原因分析及改造,广西电力,2007年第05期.

[3]李娜、刘志强,户外隔离开关常见故障分析与预防,科协论坛,2009年第03期.