变电站GW4—110型隔离开关接线座发热分析与对策

蔡洁森

摘 要： GW4-110型隔离开关在正常的运行过程中，其接线座经常会出现发热的情况，尤其是今年高气温破历史记录的迎峰度夏季节，各变电站都满负荷供电，要求保障供电的可靠性，减少停电次数。结合上述情况，作者提出了自己对刀闸发热的分析原因，并结合实际工作，从管理手段和技术手段出发，提出自己的解决办法。本文重点分析GW4-110型隔离开关接线座的结构，研究了可能造成发热原因的因素，通过处理方式，降低发热故障的发生率，提高电网的运行可靠水平。

关键词： 变电站设备；隔离开关接线座的结构；发热原因； 处理方法

引言：目前在变电管理一所管辖站运行的GW4-110型隔离开关有港口、南朗、沙边等站共24台，隔离开关型号GW4-110DW/1250A，生产厂家南京电瓷总厂，大多数在2000年前投运的，设备较为陈旧，这种隔离开关接线座容易接触不良引起发热现象，有必要基于此种接线座结构进行重点分析，制定一套可行对策进行应对。

一、接线座发热原因分析

导电部分。包括触头、闸刀、接线座。该部分的作用是传导电路中的电流。隔离开关接线座过热是一类比较复杂的过热，其发热的隐蔽性、严重性应引起足够重视。接线座发热有以下几种原因：

1、 设备长期处于超负荷运行状态

近年来，我国电力负荷飞速发展起来，如果不能及时对原有的供电设备或者用电设备进行升级、改造，将对设备运行及设备接头产生危害。如果线路或者设备发生故障，那么故障点就会产生瞬间电流，急剧增加支路的电流负荷。

2 、由腐蚀问题引发发热故障

在自然界中，金属会受到各种氧化、高温作用，再加上细菌污染问题，可能引发腐蚀。如果两种不同的导电金属连接起来，在水、二氧化碳等元素的作用下，就会产生电化学反应，进而腐蚀金属，对设备运行造成影响。

3、 维护管理工作不到位

在变电站设备的运行过程中，如果不能定期采取有效的检修、维护手段，只有等到接头发热时才采取措施，即使发现温度较高问题，也只能采取停电检修或者减少负荷的方式消除，加大了人力与物力消耗。

4、压紧弹簧产生的影响。户外隔离开关由于运行时间较长，检修周期加长等原因，接线座内部压紧弹簧出现疲劳，不能有效的压紧导电滚轮，降低了有效的接触面积。在隔离开关合闸后容易使接触面接触不良，引起接触电阻增大，引起接线座内部产生发热现象。

二、通过具体案例给出处理方法。

2017年01月08日，110kV沙边站110kV港民线沙边支线刀闸11294接线座发热，该隔离刀闸在测温过程中发现C相线路侧接线座温度异常，最高值达到117℃。

经分析认为主要原因是：由于该类隔离开关大多于10年以前生产，对接线座的结构进行解体分析研究，该隔离开关接线座是靠主导电杆与滚动轴轮的紧密接触实现通流的（主导电杆上有滑槽，滚动轴轮安装在主导电杆滑槽内，靠压紧弹簧实现可靠接触）。检查发现发热的接线座主导电杆与滚动轴轮接触面锈蚀氧化现象严重，滚动轴轮出现锈蚀卡涩、滚动不畅现象。

找到原因后，检修人员将准备装复的接线座各导电部件（包括主导电杆、滚动轴轮、刀闸导电杆固定座）接触面进行了打磨及清洁处理，并涂以适量的凡士林；对压紧弹簧全部进行更换后进行装复。新更换的接线座在投入运行后进行测温检查，无发现发热异常情况。

GW4型隔离开关接线座靠滚动轴轮接触的方式具有结构设计的不足，不满足刀闸完善化改造的要求。目前在我部所辖站运行的同类隔离开关有港口、南朗、沙边等站共24台在2017年下半年增补修理项目，已将该批刀闸接线座改为以软连接方式导流的结构，得到很好的效果。

三、怎样才能避免出现这种故障，出现后如何处理

1、 合理设计并安装变电站设备

一方面，选择性能良好、具有质量保障的接头金具；另一方面，如果所处位置的运行温度相对较高，则不能使用铜铝过渡接头，以免造成焊接位置的脱落。

2、 加强对设备防腐的重视

设备防腐过程中，应考虑采用密封防腐材料，可达到牢固密封的作用，缓解腐蚀。另外，一些地区的环境污染问题较为严重，更要关注电气设备的接头防腐问题，采取有效的防腐措施，避免发生接头发热问题。

3、 做好设备的维护与管理

以当前变电站设备的日常检修与维护工作来看，设备接头的检查并没有列入到常规项目中，只有接头已经出现发热现象，才会采取降低负荷或者停电检修的方法，以此缓解发热问题。如果能够平时加强重视，定期采取维护与管理措施，将更好地抑制设备运行故障问题

4、强化电力设备的接头测温

当前，大多室外电气设备的接头位置采取示温蜡片进行接头温度测量，但是这种方法存在一些弊端；一方面，粘贴的示温蜡片可能脱落，并且由于位置较高而对观测产生影响；另一方面，在引流线的接头部位不能粘贴示温蜡片，对检测工作带来影响。但是如果采用红外测温技术，则可弥补示温蜡片的不足，提高红外测温技术应用的可靠性。

5、隔离开关触头与接线座采用创新分流技术，采用分流法降低隔离开关靜触头触指与触指座之间的接触电阻。

理论依据：电流强度为I的电流通过电阻R，求通电t秒后该电阻R产生的热量？

由电流热效应公式可知，通电t秒后电阻R产生的热量为：Q=I^2Rt ①

电流强度为I的电流通过并联电阻R与R1，求通电t秒后电阻R产生的热量？

并联电路中R1其分流作用，所I2=I-I1 代入电流热效应公式可知， 通电t秒后电阻R产生的热量为： Q1=I2^2Rt =（I-I1）^2Rt ②

②式和①式比较可知：

Q1

结论：在已知电阻R两端并联一电阻R1，R1对R起到分流作用，由于R1的分流作用，可以降低电阻R在一定时间内产生的热量。

具体做法：在每个触指和触指座相应的地方各钻一个6 mm的螺孔，然后用螺丝将铜质软连接片固定在触指与触指座中间。

这种分流方法使触指与触指座之间的导电面积增大了一倍，可以承受较大的负荷电流不至发热现象的产生，铜质软连接片的存在起到分流作用，减少了触指与触指座之间的电流，从而降低了触指与触指座之间产生的热量，又因为它用螺丝固定，避免了依靠弹簧拉伸而形成的时间一长，弹簧疲劳、拉力变小、接触电阻增大、发热等不良现象的产生，从而减小了发热现象的产生。

通过分析发热原因，利用分流的方法进行改造。在触指与触指座连接处采用叠加的软铜片，一端用螺丝固定在触指上，另一端固定在触指座上。改造后的开关经现场应用测试，单个软铜片组成的软连接最少能流过50A的电流，大部分电流通过软连接流到触头座上，避免了触头发热现象。

四、结语

总之，变电站设备的安全、稳定运行具有重要意义，而隔离开关发热是电力生产中较为常见的问题，对电网运行的安全性、可靠性具有直接影响。有针对性地采取措施，合理控制接头发热的发生率，及时发现问题并采取有效措施，可更好地实现安全生产目标，促进经济效益与社会效益的发展。

综上所述，文中的检修人员将准备装复的接线座各导电部件（包括主导电杆、滚动轴轮、刀闸导电杆固定座）接触面进行了打磨及清洁处理，并涂以适量的凡士林；对压紧弹簧全部进行更换后进行装复，在投入运行后进行测温检查，无发现发热异常情况，但这种方法一定时后可能再出现此故障。而将该批刀闸接线座改为以软连接方式导流的结构，增加了导电的回路，以带负荷电流，在改造后进行测温检查，无发现发热异常情况，能达到了长期的效果，该方法极具推广价值，能够提高了电力系统运行的安全稳定性。