GW16型隔離刀閘發(fā)熱故障分析

葉茂泉

(東莞供電局，廣東 東莞 523000)

GW16型隔離刀閘是某開關廠上世紀90年代初的產品, 該類型隔離刀閘性能可靠，操作簡單，通流性能好，在電力行業(yè)應用廣泛。東莞供電局在上世紀90年代初開始使用該類型隔離刀閘，目前正在運行的有200多組，主要分布于東莞供電局大多數關鍵變電站中。就目前的運行方式而言，關鍵變電站設備允許停電時間短、維護少、問題多，給安全運行造成了較大的壓力。

1 存在問題

2011-04-14，對某站GW16-126型隔離刀閘中間頭紅外測溫時發(fā)現,隔離刀閘中間頭發(fā)熱異常，其B相局部溫度高達47.7 ℃，超過了正常運行標準(36 ℃)。該刀閘在此之前，已就此缺陷安排了幾次檢修，但該缺陷一直重復出現，缺陷部位是中間頭導電盤。在前幾次檢修中，已按照相關的規(guī)程對其關鍵部位進行了清洗及打磨，但缺陷依然存在。

2 原因分析

中間頭導電盤的導電原理為：導電盤有2塊接觸盤，一塊接觸盤與上導電桿連接，另一塊導電盤與下導電桿連接，上下導電桿均靠導電珠與導電盤的接觸，如圖1所示。設備中間箱的發(fā)熱情況取決于導電盤與導電珠的接觸壓力和接觸面積。

圖1 中間頭導電盤結構

2.1 接觸壓力

由圖1可知，中間頭導電盤接觸壓力減小主要受到以下幾方面的影響。

(1)自身彈簧彈力降低。

(2)定位套的間隙比出廠時大，造成彈簧的有效性減弱。

(3)固定定位套與主軸的加工、安裝存在誤差，致使刀閘在分合過程中導電盤錯位，造成彈簧受力不均。受力減小的彈簧使作用于導電珠與接觸盤的接觸壓力變小，造成發(fā)熱。

2.2 接觸面積

根據電阻定律公式：

其中，R為材料電阻值，ρ為材料電阻率(不變量)，L為材料長度，s為材料截面積。

由電阻定律可知，材料的電阻值與材料的長度成正比，與材料的截面積成反比。也就是說，材料的長度越長電阻值越大，材料的截面積越小電阻值也越大。

接觸面積減少的主要原因有以下3點。

(1)導電盤、導電珠氧化，使其導電盤與導電珠的接觸面減少，接觸電阻增大；

(2)定位套變形，使其與導電盤的間隙增加或減少。當間隙增大時，導電珠下滑，導電盤與導電珠的接觸面減少，接觸電阻增大；同時彈簧的有效壓力減少，進一步引起接觸電阻增加。當間隙減少時，導電珠下不去，致使導電盤與導電珠的接觸面減少，接觸電阻增大。定位套變形前后的對比如圖2所示。

(3)安裝工藝不符合要求，軸套有異物，兩導電盤的間隙增大，從而減少了接觸面積。

圖2 定位套變形前后對比

3 現場處理

3.1 解體分析與處理

(1)經檢查發(fā)現，定位套有擠壓變形的痕跡，其尺寸比原標準尺寸大了1 mm，導電盤與導電珠的接觸面減少。針對此問題，使用游標卡尺測試定位套的孔徑及定位間隙并調整，確保滿足廠家基本設計要求(標準定位間隙為8 mm)。并對其周圍進行清潔，保證無異物進入，確保導電接觸緊密。

(2)導電盤、導電珠受熱氧化嚴重。針對此問題，現場應用2種應對方法：

① 更換原氧化嚴重的導電珠及導電盤；

② 在檢查原導電珠、導電盤無損傷的情況下，使用800號砂紙加凡士林對其進行打磨清洗。

3.2 處理結果

在缺陷處理前，對中間齒輪箱進行回路電阻測試，測出其電阻數值為130 μΩ；解體處理復裝后，測試電阻值為45 μΩ，效果明顯。

2011-07-10，對該刀閘進行復測。刀閘三相溫度均在36℃以下，滿足實際運行要求。

4 結束語

GW16型隔離刀閘中間頭導電盤的接觸情況涉及的因素較多，如接觸盤、導電珠、主軸、定位套、彈簧、彈簧止檔、支架及防雨罩等。任何一個元件出現問題，都可能會引起故障。因此，在對GW16型刀閘的維修中，必須把握好每一個環(huán)節(jié)，注重每一個細節(jié)。

針對隔離刀閘中間頭導電盤發(fā)熱的問題，建議廠家改進原設計，采用軟連接方式直接將上導電臂與下導電臂聯(lián)通，將下導電臂與下支架聯(lián)通。這將大大提高該刀閘的運行可靠性。

1 鄧亞文.GW16(17)型隔離刀閘技術改進[J].云南電力技術，2005(01).

2 孫成寶.變電檢修[M].北京：中國電力出版社，2003.

3 金小虎，張 睿.隔離刀閘發(fā)熱缺陷的分析與預防[J].電力安全技術，2011(10).

4 王留栓.電氣設備溫升原因及實時溫度監(jiān)測的分析[J].新疆鋼鐵，2011(1).