220 k V隔离开关触头烧损缺陷分析

付炜平,范晓丹,李 强,王 伟

(国网河北省电力公司检修分公司,石家庄 050020)

220 k V隔离开关触头烧损缺陷分析

付炜平,范晓丹,李 强,王 伟

(国网河北省电力公司检修分公司,石家庄 050020)

针对一组220 k V隔离开关过热故障,对发热原因进行分析,指出了此类型隔离开关在设计上存在的缺陷,提出了相应的改进措施,为此类隔离开关在今后的故障处理及设备治理方面提供了参考。

隔离开关;过热故障;设备治理

由于对隔离开关的日常监测(检测)手段较少,加之存在检修人员对隔离开关的重视程度不足,尤其是当隔离开关处于备用状态时,几乎没有检测手段,随着大气环境的恶化,隔离开关元件的氧化、劣化程度不断加大,早期隔离开关在设计、工艺上存在不足等多重因素,导致隔离开关在运行中机械、电气故障时有发生。对于一些长期处于备用状态,又由于电网方式原因未能够按照“规程”要求及时进行周期性检修的隔离开关,一旦转入运行状态,发生发热故障的情况非常多。

1 故障概况

在某变电站进行2号主变压器由220 k V 2号A母线倒至220 k V 1号A母线操作过程中,合上隔离开关(2122隔离开关在合位),发现隔离开关(隔离开关为某厂产252型产品,因电网方式原因,已连续6年未进行检修)U相母线侧静触头软连接严重过热,短时内有冒烟现象且可见红光,对该隔离开关进行多次分合闸操作后情况仍未见好转,故障发生后检修单位立即申请将该隔离开关转检修处理。

2 触头检查情况

现场检查发现,该隔离开关三相触指及导电杆无明显烧损迹象,静触头触指弹簧拉紧力良好,软连接两侧及中间固定螺栓无松动现象。但隔离开关三相两侧的静触头软连接均存在不同程度烧损,以U相母线侧静触头最为严重(即倒闸操作时存在过热的触头),5根软连接全部烧断。各静触头软连接烧损情况见表1。

表1软连接烧损情况

3 发热原因分析

触头烧损如此严重的情况并不多见,通过分析认为该隔离开关在设计上存在缺陷。

3.1 设计结构

该隔离开关触头结构示意每个静触头由触指与导电座进行滑动接触形成通流主回路(图1粗虚线),与导电座相连的铜辫子仅起辅助通流作用(图1细虚线)。

图1 隔离开关触头结构示意

3.2 触头发热原因

a.由于GW7型隔离开关动、静触头需要旋转后接触,触指与导电座间的通流主回路为滑动接触,在长期不进行维护的情况下容易积灰引起通流能力下降。

b.触指与导电座间的铜辫子线只能起到辅助通流作用,其通流截面积约100 mm2左右,通流能力约400 A,不能完全替代通流主回路作用。

c.在通流主回路积灰造成电阻增大甚至绝缘的情况下,大部分电流由铜辫子线承担,但由于铜辫子线通流能力不足,造成过热甚至烧断。

d.对现场拆下来的静触头弹簧和镀银层厚度进行材质检测均合格,可以排除触头材质原因。

e.对现场烧断的铜辫子进行检查,发现有氧化腐蚀现象严重,分析原因一是该地区处于重污染地区(5 km处有一砖厂、10 km处有一工业区),容易引起户外材质腐蚀,二是隔离开关使用的铜辫子为若干细铜丝编制而成,铜丝与空气接触面积大、抗氧化能力弱,户外长期运行后易发生腐蚀。

铜辫子烧断主要原因为主导电回路积灰造成,即使铜辫子未受腐蚀在主导的回路通流不良情况下也会烧损。加之其受到腐蚀,通流能力下降,更加剧了缺陷发展。

4 改进措施

GW7型隔离开关为某厂早期产品,在运行中已出现过多次动静触头接触不良导致发热故障,在2006年以后为解决触指弹簧锈蚀、弹簧失效而导致的触头接触压力不够、触指温度过高等问题,厂方已将隔离开关动静、触头及导电杆运行形式做了完善化改造。

a.触指由板形结构改为“U”结构,且触指弹簧由内拉式改为外压式结构。

b.导电部位除两断口滑动接触外,其余均为固定接触。

c.分合闸操动过程由导电杆水平旋转分、合闸改为先水平旋转再翻转(两步动作)的分合闸操作形式。

5 结束语

由于此类GW7型隔离开关,存在设计缺陷,导致接触不良发热故障频出,建议对此进行完善化改造,更换为GW7C型产品,彻底消除设备发热隐患。如无法立即进行更换,应做好以下几点工作。严格按照状态检修周期要求开展停电检修,检修过程中注意清理静触头内触指与导电座滑动接触面的污垢,在清理干净后,滑动接触面不允许涂抹凡士林或润滑脂等容易粘灰的物质。建议每三个月进行一次红外测温工作,重点加强动静触头接触面、滑动接触面、螺栓压接面等易发热部位测温。在设备倒闸操作后、投入运行后6 h内对隔离开关进行一次红外线测温工作,并记录测试数据,动态掌握设备运行情况。对存在类似结构的其他隔离开关厂家进行排查,并做好停电检修工作。

本文责任编辑: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

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付炜平(1976-),男,高级工程师,主要从事超高压电网的维护管理工作。