隔離開關過熱處理技術應用

楊志勇

摘要：隔離開關是電力系統(tǒng)應用最為廣泛的電氣設備之一，而觸頭過熱又是隔離開關最為常見故障，我們研制開發(fā)的隔離開關過熱處理技術是目前解決和處理此類缺陷的最為有效的方法之一。該技術投入應用以來，一方面實現(xiàn)了在隔離開關帶電情況下對其過熱缺陷的處理，另一方面有效地控制了作業(yè)風險，減輕了作業(yè)人員勞動強度，降低了檢修成本，進一步提升了專業(yè)精益化管理水平，確保了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞：隔離開關 過熱

1 隔離開關過熱處理技術開發(fā)背景及特點

1.1 隔離開關過熱處理技術開發(fā)背景 隔離開關是目前國內(nèi)通用的電力系統(tǒng)中輸變電設備的一個重要組成部分。在檢修高壓配電系統(tǒng)時，通過隔離開關可在需停電的部分和帶電部分之間形成斷開點，進行有效隔離，旨在提高檢修作業(yè)的安全系數(shù)。

在隔離開關工作過程中，觸頭過熱故障比較常見。以往只能停電處理此類狀況，不僅造成電量損失，影響供電可靠性，而且檢修作業(yè)的風險和成本都比較高。鑒于此，業(yè)界研發(fā)了一種新型隔離開關過熱處理技術。

1.2 隔離開關過熱處理技術特點描述 這項技術是基于現(xiàn)實條件，通過反復的經(jīng)濟技術論證自主開發(fā)的一項新技術。它將材料力學、電機學、遙控等專業(yè)有機整合，實現(xiàn)了帶電處理隔離開關過熱缺陷，可確保觸頭表面無損傷，檢修效率大大提高，安全系數(shù)高，操作方便。隔離開關過熱處理技術的應用使得電力系統(tǒng)帶電檢修和狀態(tài)檢修成為可能。

2 隔離開關過熱處理技術應用目標及流程

2.1 隔離開關過熱處理技術應用指標體系及目標值

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2.2 隔離開關缺陷統(tǒng)計 通過2009年至2013年對朔州主網(wǎng)32座110kV及以上變電站隔離開關5年來的運行情況跟蹤統(tǒng)計，共發(fā)生各類缺陷150項，經(jīng)分類調(diào)查統(tǒng)計，制作了統(tǒng)計表如下。

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2.3 隔離開關過熱產(chǎn)生的原因分析 ①觸頭氧化，造成靜觸頭壓緊彈簧退火后壓力不足，接觸電阻增大。②觸頭觸指表面工況不良。③隔離開關操作不到位，使導電接觸面積減小，接觸電阻超過規(guī)定值。④隔離開關容量不足或過負荷。

基于上述分析，已確定四條造成隔離開關觸頭過熱的原因。為了深度查找主因，檢修人員連續(xù)測試了10組110kV隔離開關接觸電阻，實測結(jié)果平均值達到920微歐，而額定標準為200微歐，實測結(jié)果明顯超限。近幾年，本單位基于春檢要求，實際測量了朔州電網(wǎng)200多組的隔離開關的接觸電阻，結(jié)果僅有12℅合格。打磨去除觸頭氧化層后，97%的接觸電阻達標。由此可見，觸頭氧化是導致隔離開關過熱的主要原因。繼而分析觸頭氧化的原因，發(fā)現(xiàn)設備制造材料及運行環(huán)境與觸頭氧化有直接聯(lián)系。觸頭是銅質(zhì)的，運行時觸頭長期暴露，極易與空氣中的氧發(fā)生反應，加之隔離開關停送電運行時或故障操作，觸頭表面被工作電暈燒傷生成碳質(zhì)。在運行過程中觸頭表面氧化層和碳質(zhì)不斷堆積，觸頭的接觸電阻不斷增加。在通電流的情況下觸頭溫度升高超出額定值75℃，并出現(xiàn)燒紅、熔化、熔接等現(xiàn)象，甚至造成重特大運行事故。

2.4 隔離開關過熱處理技術應用流程 ①流程開始。②試驗中心紅外測溫發(fā)現(xiàn)隔離開關過熱缺陷，填缺陷通知單報生技部。③生技部接收通知單。④檢修工區(qū)受理缺陷。⑤檢修工區(qū)匯同試驗中心對遠紅外測溫儀成像進行分析，根據(jù)診斷結(jié)果，找準過熱處理部位，確定處理方案。⑥運用自主研制的隔離開關過熱處理技術對缺陷觸頭部位氧化層進行有效地打磨去除，確保做到觸頭表面光潔完好。⑦對經(jīng)過處理的觸頭帶電后，再次進行紅外線測溫，檢驗處理效果。⑧將該項工作，列入績效考核范疇予以考核兌現(xiàn)。⑨組織對缺陷處理過程中發(fā)現(xiàn)的問題以及該技術在應用過程中本身存在的問題進行分析，制定整改措施，并作為下一輪設備定期檢查的重點內(nèi)容存檔備查。⑩針對節(jié)點9發(fā)現(xiàn)的問題，組織技術攻關，持續(xù)改進該技術?！隽鞒探Y(jié)束。

3 隔離開關過熱處理技術功能及裝置使用方法

3.1 隔離開關過熱處理技術裝置的結(jié)構(gòu)功能 該技術是由絕緣系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)組成。絕緣系統(tǒng)是由一組絕緣桿及絕緣手套構(gòu)成，它的作用是在帶電的情況下，隔離高壓電的。操作系統(tǒng)由遙控開關和遙控發(fā)射及接收器組成。動力系統(tǒng)由提供電能的大容量直流鋰電、電路保護板、充電器等組成。執(zhí)行系統(tǒng)由帶有渦輪、渦桿減速箱的電機和用來打磨氧化層的專用磨光輪構(gòu)成。

系統(tǒng)運行中，可參考磨損情況自行拆換電機輸出軸兩側(cè)的磨光輪；電源為已裝配電路防護的高效鋰電，電路防護主要是通過開關、指示燈的轉(zhuǎn)換來控制充電，避免過充；絕緣桿末端有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止、啟動的操作按鈕，通過無線遙控系統(tǒng)動作實現(xiàn)各種工作狀態(tài)。為防止電磁干擾，遙控系統(tǒng)必須配裝屏蔽保護；磨光輪可參考觸頭、觸指的材質(zhì)，結(jié)合氧化層的成分選擇特種尼綸，可取得預期的打磨效果，并且打磨過程中能夠防止觸頭與觸指表面損傷。該技術適用于110kV及以上電壓等級的隔離開關，但有一項基本要求：須連續(xù)工作超過50min。

3.2 隔離開關過熱處理技術裝置的使用方法

①組裝：將三節(jié)絕緣桿依次首尾連接，然后把帶有電機的一節(jié)桿連接好；②操作準備：工作人員帶好絕緣手套，穿好絕緣鞋子，然后打開上部位于組合體盒子上的開關，將磨光輪置于被處理隔離開關的觸頭處；③打磨：打開下部絕緣桿上的開關按鈕，接通電源，電機帶動磨光輪轉(zhuǎn)動，開始反復對觸頭氧化層進行打磨處理，直至觸頭露出金屬本色；④處理結(jié)束后，關閉絕緣桿下部電源，將整個處理裝置置于地面，關閉位于組合體位置的遙控感應器開關，然后按組裝時的相反順序?qū)⒀b置拆開裝箱。

隔離開關過熱處理技術應用前后效果對比表

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參考文獻：

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