GW11-550DWI隔離開關(guān)發(fā)熱缺陷分析與處理

王俊成，張玉海，蔣偉毅

(1.江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 蘇州 215004；2.山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟南 250014)

高壓隔離開關(guān)在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中起著隔離電源形成明顯斷開點、改變間隔運行狀態(tài)、拉合無電流或者小電流設(shè)備等作用，是電力設(shè)備的重要組成部分，其可靠運行關(guān)系著電網(wǎng)的安全。因此，確保運行隔離開關(guān)的可靠維護，特別在發(fā)展高壓特高壓電網(wǎng)背景下，解決高壓隔離開關(guān)易發(fā)熱缺陷成為供電企業(yè)極為重要的任務(wù)。

1 問題發(fā)現(xiàn)及設(shè)備情況

2012-05-21，蘇州地區(qū)某500 kV變電站運行人員巡檢測溫時發(fā)現(xiàn)GW11-550DWI 型隔離開關(guān)50421 B相溫度90 ℃(電流840 A);50512 A相溫度85 ℃，C相溫度44.4 ℃(電流560 A)，B相溫度75 ℃(電流540 A)。這些隔離開關(guān)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，但受負荷原因限制，一直處于測溫跟蹤狀態(tài)；同時與設(shè)備廠家及時溝通聯(lián)系確認發(fā)熱原因。設(shè)備廠家結(jié)合發(fā)熱測溫圖片作了“對動觸頭進行調(diào)整，表面如有燒蝕及變形，公司予以更換，徹底解決發(fā)熱問題”的回復(fù)。檢修人員則根據(jù)實際運行記錄，分析故障原因，防患于未然。

2012-12-05T21:00，巡檢測溫發(fā)現(xiàn)50421 C相隔離開關(guān)觸指與導(dǎo)電桿連接部位發(fā)熱，溫度達248 ℃，動觸頭紅外測溫照片如圖1所示。當時負荷電流675 A，環(huán)境溫度5 ℃，正常相設(shè)備溫度5 ℃（5041，5042，5043開關(guān)均在合閘位置）。隨及與調(diào)度申請匯報，拉5042開關(guān)，在地面上觀察未發(fā)現(xiàn)有明顯燒損跡象。2012-12-11T12:51測溫發(fā)現(xiàn)，50512 C相動觸頭處溫度超過250 ℃，觀測到C相夾緊不銹鋼銷處有明顯發(fā)紅跡象，匯報調(diào)度后，及時拉開5051開關(guān)。

圖1 動觸頭紅外測溫照片

2 現(xiàn)場處理情況

一方面與廠家聯(lián)系備件，另一方面于2012-12-09停電處理50421隔離開關(guān)， 同時對50412隔離開關(guān)導(dǎo)電回路進行檢查。12月12日對50512，50521隔離開關(guān)停電處理。

根據(jù)檢修前的檢查和回路電阻測試，發(fā)現(xiàn)50421 C相隔離開關(guān)燒損嚴重。遂對該隔離開關(guān)C相導(dǎo)電桿轉(zhuǎn)位，B，C相動觸頭解體，處理導(dǎo)電接觸面，各更換C相4片觸指；更換解體相蝶形彈簧及絕緣附件；更換動觸頭不銹鋼銷。對A相動觸頭導(dǎo)電觸指、觸點進行清潔處理，加油潤滑，整組調(diào)試。對50412隔離開關(guān)檢查時也發(fā)現(xiàn)A，B相回路電阻測試結(jié)果嚴重超標。作解體處理，更換解體相蝶形彈簧及絕緣附件、更換動觸頭不銹鋼銷，對C相動觸頭導(dǎo)電觸指、觸點進行清潔處理，加油潤滑，整組調(diào)試。

根據(jù)50421，50412隔離開關(guān)導(dǎo)電回路檢修情況，并在50512，50521隔離開關(guān)停電檢修時，發(fā)現(xiàn)50512 C相隔離開關(guān)燒損嚴重，遂對該隔離開關(guān)C相導(dǎo)電桿轉(zhuǎn)位、2組隔離開關(guān)共6只動觸頭全部進行了更換，整組調(diào)試。檢修時發(fā)現(xiàn)50512 C相M12頂桿螺栓已燒熔斷裂，遂更換M12螺桿。處理前后回路電阻對比如表1所示。

表1 隔離開關(guān)處理前后回路電阻對比 μ Ω

3 原因分析及處理方法

GW11-550DWI隔離開關(guān)動觸頭結(jié)構(gòu)如圖2所示。

經(jīng)解體檢查，初步認為造成發(fā)熱故障的原因為整個動觸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，導(dǎo)致閘刀觸指導(dǎo)電觸點燒損、燒毛(見圖3)，造成接觸電阻變大而發(fā)熱。

圖2 GW11-550DWI隔離開關(guān)動觸頭結(jié)構(gòu)

分析認為該型隔離開關(guān)存在以下幾個問題：

(1) 觸指壓緊導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。兩片觸指與導(dǎo)流板的壓緊僅靠外側(cè)蝶型銅片壓緊固定，蝶形墊緊固(M12)后無夾緊力的測試要求，力矩過大會造成觸指轉(zhuǎn)動不靈活或卡死，過小則會導(dǎo)致合閘時觸指不能很好夾緊靜觸頭導(dǎo)電桿，動靜觸頭接觸壓力不夠；分閘時不能平滑打開。觸指觸點燒傷與接觸情況如圖3所示。

圖3 觸指觸點燒傷與接觸情況

(2) 觸指導(dǎo)流結(jié)構(gòu)不合理。觸指片與導(dǎo)流板通過3個凸點滑動接觸，且無防塵措施，戶外的塵土很易粘接其上，多次操作后接觸點間有污穢進入，而使表面鍍銀層磨損嚴重，緊固后觸指片的不平整等因素會造成部分觸點未可靠接觸。

(3) 上導(dǎo)電桿內(nèi)頂桿與動觸頭夾緊的連接桿僅為M12螺桿，螺桿長時間頂起受力后極易彎曲變形，特殊情況下，如動觸頭發(fā)熱會使其彎曲變形更為嚴重，甚至發(fā)生斷裂。

(4) 動觸頭裝配調(diào)節(jié)余量不夠，GW11-550DWI隔離開關(guān)的安裝調(diào)試依靠M12螺栓和動觸頭安裝位置的配合以滿足夾緊力需求。檢修過程中發(fā)現(xiàn)，在盡量滿足觸頭夾緊力達到不低于1 200 N的前提下，造成隔離開關(guān)在合閘位置過死點但卻有一定角度的傾斜，存在一定危險。

4 安全措施

鑒于此類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)問題仍未得到妥善處理，目前只能采取準備好部件，加強監(jiān)視，縮短檢修周期，作解體更換部件的處理方法，但不能從根本上解決問題，給運行和檢修帶來一定的工作壓力。更應(yīng)注意的是，該2條線路是800 kV同里變電源線路，日常帶有1 000 MVA以上的負荷，一旦再出現(xiàn)同樣的發(fā)熱情況，將對蘇州南部電網(wǎng)帶來供電能力的下降，直接影響該地區(qū)的生產(chǎn)生活用電。因此，加強對該型號隔離開關(guān)的紅外檢測和運行維護工作顯得尤為重要。

為此，要定期(3個月)開展特巡特檢，運行人員每日巡檢時要進行紅外測溫工作，以便準確掌握設(shè)備運行溫度、溫升等即時數(shù)據(jù)。檢修人員要充分利用計劃停電時機做好設(shè)備檢查維護工作，特別是針對重點間隔、重點設(shè)備，以及相應(yīng)易發(fā)熱部位(觸頭觸指、出線座、接線板等)的解體檢查，并進行瓷瓶探傷、回路電阻測試等常規(guī)試驗，詳細記錄檢修前后試驗數(shù)據(jù)，確保合格設(shè)備投入電網(wǎng)。

此外，要加強與生產(chǎn)廠家的溝通交流，及時反饋遇到的問題，以促使廠家改進設(shè)備設(shè)計，提升生產(chǎn)工藝。設(shè)備安裝投運前要做好設(shè)備的出廠驗收、現(xiàn)場安裝驗收工作，生產(chǎn)廠與安裝施工單位需提供詳細準確的試驗數(shù)據(jù)和安裝報告。

現(xiàn)場試驗證明，針對GW11-550DWI發(fā)熱缺陷的分析處理工作，解決了主回路的發(fā)熱問題，為此類型隔離開關(guān)的檢修和維護提供了技術(shù)依據(jù)，也為其他類型隔離開關(guān)的故障處理提供借鑒。建議將該檢修工序?qū)懭敫綦x開關(guān)大修工程的技術(shù)安全措施中，以提高檢修質(zhì)量。

1 凌 穎，趙莉華，林 顯，等．高壓隔離開關(guān)電觸頭性能改善探討[J]．高壓電器，2010(8).

2 李 頤．GW4-110型和GW4-220型隔離開關(guān)機構(gòu)卡澀的處理[J]．高壓電器，2002(2).

3 杜 巍，董維輝，王敦政，等．GW4-110型隔離開關(guān)檢修方法的改進及檢修工具的制作[J]．江蘇電機工程，2007(2).

4 蘇國政．變電檢修工[M]．北京：中國電力出版社，2008.