化工企业高压电器开关发热故障的分析与处理

李 华兴 泉

（1.巨化集团公司生产运营部；2.巨化集团公司供电分公司：浙江 衢州 324004）

经验交流

化工企业高压电器开关发热故障的分析与处理

李 华1兴 泉2

（1.巨化集团公司生产运营部；2.巨化集团公司供电分公司：浙江 衢州 324004）

介绍了110 kV供电系统中广泛应用的GW4-126型隔离开关存在的发热比较突出问题，通过对故障点进行解体分析研究，找出了故障存在的原因，提出了处理改进的具体预防措施，以消除此主要供电设备故障对化工生产供电的严重威胁。

隔离开关；110 kV系统；发热；安全稳定运行

化工企业具有高温高压、易燃易爆等生产特点，对供电的可靠性要求很高。随着生产负荷的提高，对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。电力系统的波动和故障会造成化工生产停工、停产、甚至发生火灾爆炸事故，造成重大经济损失和不良社会影响。110 kV隔离开关是电力系统中主要的供电设备之一，其安全运行与否对电网影响很大。根据实际情况和现场运行条件，对某110 kV线路隔离开关出现的发热、设备设计缺陷等问题进行故障分析，排除设备故障。

1 故障现象及处理

运行值班人员在例行巡检时，发现某110 kV线路GW4-126型隔离开关导电回路上面有红点，红外线成像仪检测发现隔离开关B相导电槽内温度高达160℃。烧坏的隔离开关与正常的隔离开关比较见图1。

用HLC5501回路电阻测试仪测试导电回路的回路电阻，发现A、B、C三相回路电阻分别为211、459、273 μΩ，远大于出厂标准的 160 μΩ。

对导电槽解体后发现，转动轴密封不好并且没有排水槽，致使转动轴内有积水；受现场环境的影响，污染比较严重。这2方面的因素致使导电槽内发生严重锈蚀现象；闸刀本身铜铝连接较多，在电介质的作用下发生电化学反应。

处理方法：对接头部分清洗、打磨，去除连接头处的油漆，铜铝接触面涂导电膏，以增大接触面积、减小接触电阻；同时更换烧坏的软连接。针对导电桶内积水问题，增加引水槽，隔离开关导电槽上桩头采用密封处理，解决桶内因积水而出现的“烧开水”现象。

2 原因分析

1)转动轴密封不好并且没有排水槽，致使转动轴内有积水。长期以来，导电槽内经常出现所谓的“烧开水”现象。该型号隔离开关设计存在严重的缺陷。

2)闸刀铜铝连接多，每相有8个铜铝连接点。由于运行条件的限制，使电气设备经常暴露于空气中，氧化及大气污染所产生的电化效应是使设备接触电阻增大的关键因素。电气设备的连接一般采用铜、铝等金属材料，其氧化物比它本身的电阻大几百倍，实验表明，在40×40 mm的纯铝接触面上，如果存在5 nm厚的氧化铝薄膜，在保持足够大的接触压力，其薄膜已处于临界变形状态，其接触电阻达到数mΩ级。在隔离开关动静触头表面会出现由物理、化学等诸多因素产生的污染薄膜，这种薄膜一旦形成，就会不断地使别的接触点丧失载流能力，接触电阻开始缓慢地增加，一旦接触点减少到某一临界值，其温升就会超过设备的允许值，进一步引起接触面的氧化，从而使接触电阻急剧上升，造成恶性循环。

3)载流能力较差。该GW4-126型的隔离开关，出厂标称额定电流为1 250 A。但是，实际运行中发现，当电流到达额定电流的1/4时就会产生比较严重的发热。特别是在在高温季节时，问题更加严重。表1是运行值班人员对同类型隔离开关跟踪测温结果。

表1 开关跟踪测温情况Tab 1 Conditions of switch tracking temperature

3 类似案例

由于隔离开关本身缺陷而造成严重发热引起开关跳闸的事故案例在国内某些化工企业有所发生。

案例1：某氯碱厂一条35 kV进线开关因接触电阻过大，过热导致单相接地进而引起短路跳闸，不但造成该厂烧碱装置失电停车，还引起的冲击造成化工联合企业其他分厂的大量装置停车，对生产造成较大影响，所幸应对及时、正确，未引发次生事故。

案例2：某化工企业自备电厂因6 kV厂用线开关C相主触头接触不良，先发热，然后发展成单相对地放电，窜弧至电度表专用压变间隔高压熔丝连接铝排引发相间短路，造成1台发电机跳停，影响供电。

从以上案例可见，隔离开关发热如未在巡检中及时发现，过热引起短路跳闸将影响化工企业安全生产。而根本解决之道就是要采取有效措施彻底消除隔离开关本身存在的缺陷。

4 对策措施

1)防氧化。接头的接触表面要进行防氧化处理，应优先采用电力复合脂（即导电膏）。

2)接触面处理。尽量减少铜铝连接的数量。

3)工艺程序。制定连接点安装的技术规范程序。根据造成连接点过热的不同类型，制定不同的工艺规程；安装时，严格按照规程进行。

4)检测措施。对于运行设备，有关人员要定期巡视连接头发热情况。有些连接点过热可通过观察来确定，比如运行中过热的连接点会失去金属光泽，导体上连接点附近涂的色漆颜色加深等。

5)定期对运行条件差的设备做好清洁、扫除污秽物的工作。

6)要定期检查触头是否偏离合闸位置；清洁触头，如果发现触头有严重腐蚀现象，则应及时更换。

5 结束语

隔离开关是电网中重要的设备。从目前的监测情况来看，由于材料质量和制造厂家设计的问题，因此此类发热情况还出现在其他同类型隔离开关上面，特别是用电高峰期间问题就更加突出。通过解剖分析110 kV线路隔离开关的发热故障，为以后在此类隔离开关修理上积累了有效经验，以及时发现和消除供电设备缺陷，保障对化工生产的可靠供电。

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