GW4型高壓隔離開關過熱問題分析及解決措施

柳建平，張治國

（河南平高電氣股份有限公司，河南 平頂山 467001）

GW4型高壓隔離開關過熱問題分析及解決措施

柳建平，張治國

（河南平高電氣股份有限公司，河南 平頂山 467001）

高壓隔離開關是電力系統(tǒng)中使用量最大的高壓開關設備，通常是高壓斷路器使用數(shù)量的2～4倍。GW4型戶外交流隔離開關因其具有結構簡單、縱向尺寸小、布置方便、操作輕便、運行安全可靠、規(guī)格品種齊全、適用范圍廣等特點，被電力系統(tǒng)廣泛應用，具有十分重要的地位。但是，因為這種設備完全暴露在大氣環(huán)境中，受環(huán)境和氣候條件影響嚴重，隨著運行年限的增長，也暴露出一些缺點，其中導電回路過熱是主要問題之一。

1 過熱問題的早期診斷

要解決導電回路過熱的問題，就必須充分了解GW4型高壓隔離開關發(fā)生過熱的實際部位、各部位發(fā)熱的嚴重程度、過熱的發(fā)展變化趨勢等情況。

通過調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，GW4型隔離開關的過熱一般發(fā)生在觸頭、觸指、接線座等接觸部位。由于接觸聯(lián)接變壞的現(xiàn)象比較復雜，是不可計算、不可預測的，所以需要定期檢查和細心維護。通常在停電大修時，可通過測量導電回路電阻的辦法來評估其導電性能。平時運行中可以在雨雪天氣和早晨巡視時，通過觀察各導電部位的雨水、積雪、霜露等情況進行早期診斷，也可以根據(jù)變色漆的顏色變化或利用試溫蠟片測試。最可靠的方法是定期用紅外熱成像測溫儀來觀察回路的發(fā)熱情況。

據(jù)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，有些部位發(fā)熱是由其自身缺陷引發(fā)的，或是由相鄰部位發(fā)熱傳導所致的。因此，在使用紅外熱成像測溫儀測溫時，應將儀器功能設置在即時溫度位置，并對準被測物緩慢移動，找出最高溫度點，然后進行分析比較判斷，才能找出真正的發(fā)熱部位。

2 導電回路產(chǎn)生過熱的原因

隔離開關的導電回路過熱一般出現(xiàn)在接觸部位，產(chǎn)生過熱的根本原因是接觸不良。其直接原因是：沙塵、水泥粉末、雨雪、潮氣和污穢(煤煙、鹽堿空氣)等的侵襲，致使其接觸表面積灰、積垢和銹蝕；或者是在氧化和腐蝕性氣體的化學作用下使接觸表面生成化合物薄膜。這些都會導致接觸表面電阻增大，溫升過高。GW4型隔離開關的過熱部位主要出現(xiàn)在以下幾個地方。

2.1 觸頭與觸指接觸處及觸指過熱

GW4型觸頭結構如圖1所示。正常情況下，觸指與觸頭、觸指座的4個接觸點，實際形成一個電橋電路。當合閘不到位或合閘過度造成觸指末端接觸不良時，電橋平衡被破壞，電流被迫從內(nèi)置彈簧中流過。流過電流的大小與接觸不良的程度相關。當彈簧長時間流過較大電流后，將使其退火，彈性減弱，降低接觸壓力，使接觸電阻增大，接觸不良情況進一步惡化，觸頭發(fā)熱越加嚴重。此外，觸頭彈簧長期工作產(chǎn)生疲勞變形，甚至由于銹蝕失去彈性，也是造成接觸不良的原因之一。

2.2 接線座過熱

隔離開關接線座過熱是一種比較復雜的過熱現(xiàn)象，其發(fā)熱的隱蔽性、嚴重性正逐漸引起設計者和運行人員的重視。接線座發(fā)熱有以下幾種情況：

(1) 鋁質(zhì)接線座和銅導電帶、銅導電桿接觸處理不當產(chǎn)生電化腐蝕，這些腐蝕物皮膜使接觸電阻增大，造成聯(lián)接處過熱，并且由此產(chǎn)生惡性循環(huán)。隨著溫度升高，氧化反應加快，腐蝕產(chǎn)物皮膜加厚，接觸電阻越來越大，過熱情況越來越嚴重。

(2) 因?qū)щ妿аb反，使其旋轉(zhuǎn)方向與隔離開關操作轉(zhuǎn)動反向，或者因其他部位發(fā)熱造成銅導電帶過熱失去彈性，或者因受腐蝕性氣體長期侵蝕導電帶失去彈性，從而在長期操作中使銅導電帶斷股，導致實際導電能力下降，引發(fā)過熱。

3 解決導電回路過熱的措施

3.1 接觸連接設計、制造上應注意的問題

(1) 由于銅、銅鍍銀及銅鍍錫與鋅組成的接觸偶受潮后將引起接觸腐蝕，為此，固定導電元件(如接線板、導電帶、導電桿、觸指、觸頭、接線座等)的緊固件應避免采用鍍鋅件，而采用不銹鋼或黃銅件，以防止發(fā)生接觸腐蝕。

(2) 因鋁與銅直接連接會產(chǎn)生嚴重的電化接觸腐蝕，所以近些年鋁—銅接觸工藝問題受到越來越廣泛的關注。隨著鍍銀工藝水平的提高，鋁表面鍍銀的技術已經(jīng)成熟，因此可以采用銅、鋁表面分別鍍銀的方法來解決鋁銅接觸產(chǎn)生的問題。

3.2 科學合理地安排安裝、檢修施工

(1) 在裝配接觸連接之前，要用干凈抹布拭去接觸面上的灰塵及臟物。為防止空氣中的潮氣進入連接處而使接觸面發(fā)生氧化，通常要在接觸面上涂上一薄層白色凡士林或?qū)щ姼?，然后用螺栓固定壓緊，再用浸過汽油的干凈抹布擦去從縫隙內(nèi)擠出來的油膏，最后用漆或防水膠封蓋其周邊縫隙，以防止發(fā)熱時油膏流出或雨水潮氣滲入，從而保持接觸面干燥清潔不被氧化，使接觸電阻穩(wěn)定。尤其是鋁—鋁、鋁—銅的結合面，涂封更為必要。

(2) 對投運后的隔離開關進行檢修，應采用解體檢修的方式，并嚴禁使用有缺陷的劣質(zhì)線夾、螺栓等零部件。對過熱頻率較高的母線側(cè)隔離開關，要保證檢修到位和檢修質(zhì)量。對接線座部位，要重點檢查導電帶兩端的連接情況，保證兩端面清潔、平整，涂抹導電脂、壓接緊密；對觸頭部位，要保證觸頭的光潔度，并涂抹白色凡士林，檢查觸頭的燒傷情況，必要時要更換觸頭、觸指，觸指座要打磨干凈，更換有過熱、銹蝕現(xiàn)象的彈簧；要保證三相分合閘同期，觸頭的插入深度符合要求，兩側(cè)觸指壓力均勻。為檢驗檢修質(zhì)量，還應測量回路電阻，保證各接觸面接觸良好。

3.3 做好過熱缺陷的早期診斷工作

在隔離開關的接線座、觸頭等部位貼試溫蠟片或涂變色漆，使運行人員能及時發(fā)現(xiàn)過熱缺陷。最好能定期或不定期地開展紅外線測溫工作，以便更準確地掌握設備即時溫度、溫升等運行狀況。

4 結束語

做好以上各種防范措施可在很大程度上解決GW4型隔離開關主回路過熱問題，但是因GW4型隔離開關本身設計和采用材料等存在一定缺陷，有些過熱問題很難從根本上解決，特別是在潮濕地區(qū)和風沙較大的地區(qū)。目前GW4型隔離開關正逐步被新型的GW4G型隔離開關替代。GW4G型隔離開關采用自立式觸指，結構設計比較完善，可大大減少主回路過熱問題。

2009-10-14)