GW4型隔離開關(guān)閘口發(fā)熱綜合治理

何 杰，和文平，寧晉峰

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司長(zhǎng)治供電公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

GW4型隔離開關(guān)閘口發(fā)熱綜合治理

何 杰，和文平，寧晉峰

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司長(zhǎng)治供電公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

針對(duì)GW 4型隔離開關(guān)閘口發(fā)熱問題，詳細(xì)分析了閘口發(fā)熱的主要原因，闡述了預(yù)防運(yùn)行中隔離開關(guān)閘口發(fā)熱的措施，從加強(qiáng)專業(yè)化巡檢、紅外診斷和現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)角度對(duì)隔離開關(guān)的發(fā)熱問題進(jìn)行預(yù)防控制。自行研制的“隔離開關(guān)閘口帶電維護(hù)裝置”和“隔離開關(guān)閘口短接裝置”，可對(duì)隔離開關(guān)閘口發(fā)熱問題進(jìn)行帶電處理，避免設(shè)備緊急停電，保證其安全、可靠運(yùn)行。

隔離開關(guān)；閘口發(fā)熱；紅外診斷；帶電處理

0 引言

GW4型隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、規(guī)格齊全、安裝靈活、通用性強(qiáng)、維護(hù)方便，是目前戶外常規(guī)變電站安裝數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的一種電氣設(shè)備，運(yùn)行中的隔離開關(guān)由于結(jié)構(gòu)和運(yùn)行比較簡(jiǎn)單，容易被運(yùn)維人員忽視。隨著投運(yùn)時(shí)間的延長(zhǎng)，設(shè)備元器件逐步老化，而且長(zhǎng)期暴露在惡劣的運(yùn)行環(huán)境中，容易產(chǎn)生由于彈簧疲勞、觸頭觸指氧化積污等隱患[1]，導(dǎo)致隔離開關(guān)閘口夾緊力降低，連接電阻增大等問題，在運(yùn)行中產(chǎn)生發(fā)熱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在GW4型隔離開關(guān)的各種發(fā)熱缺陷中，由于閘口連接電阻增大導(dǎo)致的發(fā)熱占80%以上，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。如何更好地解決GW4型隔離開關(guān)閘口發(fā)熱問題一直是變電檢修人員研究的重要課題。

1 GW 4型隔離開關(guān)閘口發(fā)熱原因分析

GW4型隔離開關(guān)是一種水平旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)，其本體由3個(gè)單極組成，開關(guān)單極為平行雙柱式結(jié)構(gòu)，左右對(duì)稱，由底座、支座、絕緣子、主導(dǎo)電部分等組成，如果是接地型，還包括接地動(dòng)、靜觸頭，接地刀閘桿，連動(dòng)部分及互鎖板等，主隔離開關(guān)的三極聯(lián)動(dòng)通過(guò)水平連桿傳動(dòng)，接地刀閘的三極聯(lián)動(dòng)通過(guò)連接管傳動(dòng)（見圖1）。主導(dǎo)電部分主要由軟連接接線座、導(dǎo)電桿、觸頭、觸指、彈簧、防雨帽等組成。觸指彈簧主要有兩個(gè)功能：一是用來(lái)穩(wěn)固觸指；二是使觸指和觸頭之間有足夠的作用壓力。運(yùn)行情況下，彈簧性能的好壞將直接影響觸指和觸頭能否有效地接觸。運(yùn)行工況良好的隔離開關(guān)，導(dǎo)電部分的回路直流電阻一般在100μΩ左右，且三相平衡[2]。正常運(yùn)行情況下，流過(guò)三相隔離開關(guān)的電流基本相等，三相閘口的溫升應(yīng)基本一致，不應(yīng)有明顯的發(fā)熱現(xiàn)象。

導(dǎo)致隔離開關(guān)閘口發(fā)熱的直接原因就是閘口連接直流電阻明顯變大，而引起直流電阻變大的原因主要有以下幾種[3]。

a）隔離開關(guān)在安裝調(diào)試階段，或由于振動(dòng)、大風(fēng)導(dǎo)致閘口出現(xiàn)三相不同期的現(xiàn)象，引起閘口合閘不到位，動(dòng)、靜觸頭的接觸面積明顯變小，連接電阻變大。

b）安裝階段由于導(dǎo)電桿調(diào)整尺寸不當(dāng)，導(dǎo)致動(dòng)觸頭插入觸指的深度過(guò)深或過(guò)淺，導(dǎo)致觸指與觸頭的壓緊力不足。

圖1 GW4型隔離開關(guān)主導(dǎo)電部分

c）長(zhǎng)期置于惡劣環(huán)境中，閘口彈簧會(huì)產(chǎn)生疲勞老化現(xiàn)象，引起觸指壓緊力不足。

d）運(yùn)行中，受到周圍環(huán)境（如化工廢氣、鹽堿污染、雨水侵蝕、氧化銹蝕）的影響，使得導(dǎo)電部分接觸面逐漸銹蝕，形成氧化層，導(dǎo)致接觸電阻變大。

e）長(zhǎng)期置于工業(yè)污染的區(qū)域，閘口會(huì)形成積污，特別是置于煤礦、化工等高污染區(qū)，觸頭與觸指之間會(huì)在短時(shí)間內(nèi)形成污穢層，導(dǎo)致接觸不良現(xiàn)象。

f）長(zhǎng)期的操作過(guò)程中，由于分合過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，導(dǎo)致閘口被電弧灼傷。

2 隔離開關(guān)閘口發(fā)熱的預(yù)防措施

對(duì)隔離開關(guān)閘口發(fā)熱的控制，應(yīng)重視設(shè)備的選型，采用符合國(guó)家電網(wǎng)公司《關(guān)于隔離開關(guān)訂貨的有關(guān)規(guī)定（試行）》完善化技術(shù)要求的產(chǎn)品。加強(qiáng)對(duì)隔離開關(guān)的專業(yè)化巡檢和紅外診斷分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)熱及時(shí)記錄并跟蹤檢測(cè)，避免由于發(fā)熱導(dǎo)致的惡性停電事故；停電檢修時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化檢修作業(yè)，并對(duì)閘口進(jìn)行清潔處理，對(duì)老化的元器件及時(shí)進(jìn)行更換，將閘口發(fā)熱現(xiàn)象消滅在萌芽狀態(tài)。

2.1 加強(qiáng)專業(yè)化巡檢和紅外診斷分析

每年組織安排運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)專業(yè)對(duì)隔離開關(guān)開展兩次專業(yè)化巡檢和紅外診斷分析工作，充分發(fā)揮專業(yè)人才和高端紅外檢測(cè)儀器的優(yōu)勢(shì)，對(duì)隔離開關(guān)開展全方位、全覆蓋的體檢，提前防范隱患。對(duì)于運(yùn)行年限較長(zhǎng)、負(fù)荷較重的隔離開關(guān)，開展差異化巡檢，制定差異化巡視表，縮短專業(yè)化巡檢和紅外診斷周期。

加強(qiáng)重要時(shí)段的隔離開關(guān)技術(shù)監(jiān)督：在迎峰度冬、迎峰度夏、重大節(jié)日及大負(fù)荷等重要時(shí)段，扎實(shí)開展隔離開關(guān)紅外診斷專題檢測(cè)。對(duì)于位于重度污染區(qū)的隔離開關(guān)，應(yīng)加強(qiáng)測(cè)溫并開展帶電水沖洗工作。

對(duì)溫度異常的隔離開關(guān)應(yīng)記錄相應(yīng)的紅外圖譜并進(jìn)行軟件分析，根據(jù)紅外診斷技術(shù)導(dǎo)則分析發(fā)熱類型和嚴(yán)重程度，通過(guò)橫向比較和縱向分析，提高診斷的準(zhǔn)確性，并針對(duì)性制定相應(yīng)的運(yùn)維措施。

2.2 加強(qiáng)停電標(biāo)準(zhǔn)化檢修作業(yè)

傳統(tǒng)的隔離開關(guān)檢修作業(yè)，主要工作集中在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的檢查調(diào)試、隔離開關(guān)的清潔處理、連接螺栓的緊固檢查等方面，經(jīng)常忽略閘口部件的檢查和測(cè)試工作，容易出現(xiàn)剛檢修過(guò)的隔離開關(guān)出現(xiàn)發(fā)熱的情況。

現(xiàn)場(chǎng)的停電檢修工作是難得的全面檢查機(jī)會(huì)，應(yīng)根據(jù)狀態(tài)檢修規(guī)程，制定詳細(xì)的檢修作業(yè)指導(dǎo)書，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，仔細(xì)檢查隔離開關(guān)閘口各部件的工作現(xiàn)狀，對(duì)觸指和動(dòng)觸頭進(jìn)行清潔打磨處理，并對(duì)每對(duì)觸指開展壓力測(cè)試，及時(shí)更換老化的彈簧和深度灼傷的觸指。調(diào)整隔離開關(guān)三相同期及觸頭插入深度到最佳狀態(tài)，檢修完成后應(yīng)開展閘口連接部分直流電阻的測(cè)量工作，并保證符合規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)且三相電阻基本一致。

3 閘口發(fā)熱的帶電處理方法

對(duì)于運(yùn)行中的隔離開關(guān)閘口發(fā)熱問題，為了不影響設(shè)備正常運(yùn)行，研制了“隔離開關(guān)閘口帶電維護(hù)裝置”和“隔離開關(guān)閘口短接裝置”，可以方便地對(duì)發(fā)熱隔離開關(guān)閘口進(jìn)行處理。

3.1 隔離開關(guān)閘口帶電維護(hù)裝置處理

對(duì)于雙母運(yùn)行的隔離開關(guān)，可通過(guò)倒閘操作，運(yùn)用隔離開關(guān)閘口帶電維護(hù)裝置進(jìn)行處理[4]，本專用工器具，采用絕緣材料制成，根據(jù)隔離開關(guān)閘口尺寸制作專用維護(hù)清潔頭。各部件通過(guò)專用接頭組合在一起，連接可靠、裝拆靈活。工作人員可以在設(shè)備不停電的情況下，操作專用工具，利用調(diào)速電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)專用維護(hù)清潔頭轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)因閘口氧化、污垢等原因而造成發(fā)熱的隔離開關(guān)進(jìn)行帶電清潔和打磨，恢復(fù)良好的運(yùn)行工況。

2011年10月18日，某站102西隔離開關(guān)A相閘口發(fā)熱溫度為68.4℃，現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)進(jìn)行倒閘操作，轉(zhuǎn)為102東隔離開關(guān)運(yùn)行，使用帶電維護(hù)工具對(duì)其進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)處理，處理后溫度降為27.1℃，恢復(fù)到正常運(yùn)行水平。

3.2 隔離開關(guān)閘口短接裝置處理

對(duì)于不能立即處理的閘口發(fā)熱缺陷，研制了隔離開關(guān)閘口短接裝置，目前已經(jīng)成功處理6例閘口發(fā)熱缺陷，效果良好，下面是對(duì)某站110 kV 1021隔離開關(guān)閘口發(fā)熱的處理過(guò)程。

2013年11月26日，試驗(yàn)人員在對(duì)某站紅外診斷過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)110kV1021隔離開關(guān)B相閘口位置存在嚴(yán)重的發(fā)熱缺陷，型號(hào)為GW4-110DDW/1250，區(qū)域最高溫度為232.5℃，明顯高于A、C兩相。

從紅外圖譜看到，發(fā)熱中心部位在B相隔離開關(guān)閘口處,而且發(fā)熱現(xiàn)象明顯，屬于隔離開關(guān)閘口觸指壓接不良引起的電流致熱型缺陷。應(yīng)用同類比較判斷法和表面溫度判斷法，1021隔離開關(guān)B相閘口區(qū)域最高溫度遠(yuǎn)高于130℃，根據(jù)DL/T 664—2008《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》電流致熱型設(shè)備缺陷診斷判據(jù)中隔離開關(guān)閘口電流致熱型缺陷診斷依據(jù)（熱點(diǎn)溫度＞130℃或相對(duì)溫差δ≥95%），確定該缺陷為危急缺陷，應(yīng)立即停運(yùn)，對(duì)閘口進(jìn)行檢修并做彈簧觸指進(jìn)行壓力測(cè)試，如燒損嚴(yán)重，應(yīng)進(jìn)行相關(guān)配件的更換處理，涂抹適量中性凡士林，進(jìn)行閘口回路電阻的測(cè)量，處理完成，送電后應(yīng)重新進(jìn)行紅外診斷分析。

但是由于1021隔離開關(guān)屬于2號(hào)主變110 kV側(cè)主設(shè)備，如果停電檢修會(huì)損失大量負(fù)荷，引起大范圍停電。經(jīng)討論，暫時(shí)應(yīng)用自行研制的“隔離開關(guān)閘口短接裝置”對(duì)其進(jìn)行暫時(shí)性的短接分流，待有停電機(jī)會(huì)時(shí)再對(duì)該缺陷進(jìn)行徹底消除，處理過(guò)程如下。

a）檢修人員穿好絕緣靴，戴好絕緣手套，檢查絕緣工器具。

b）檢查“隔離開關(guān)閘口短接裝置”，根據(jù)隔離開關(guān)型號(hào)調(diào)整卡鉗開口尺寸，并在卡鉗處涂抹適量凡士林。

c）兩名檢修人員用絕緣桿通過(guò)專用孔將隔離開關(guān)閘口短接裝置固定在隔離開關(guān)閘口兩側(cè)。

在隔離開關(guān)閘口短接裝置安裝10min后，隔離開關(guān)B相閘口區(qū)域最高溫度降低到了21.8℃，處理效果明顯，處理后的隔離開關(guān)達(dá)到正常運(yùn)行水平，避免了設(shè)備緊急停電。

4 結(jié)語(yǔ)

GW4型隔離開關(guān)閘口發(fā)熱問題是影響其安全穩(wěn)定運(yùn)行的重大隱患，隨著運(yùn)行年限的延長(zhǎng)和設(shè)備零部件逐年老化，近年來(lái)，隔離開關(guān)閘口發(fā)熱缺陷呈攀升趨勢(shì)，故障頻率升高,發(fā)熱程度加重，在高溫大負(fù)荷的運(yùn)行條件下很容易發(fā)展成危及電網(wǎng)安全運(yùn)行的重大缺陷。

本文分析了GW4型隔離開關(guān)閘口發(fā)熱的主要原因，在此基礎(chǔ)上，從加強(qiáng)專業(yè)化巡檢、帶電檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)角度詳細(xì)闡述了預(yù)防隔離開關(guān)閘口發(fā)熱的措施，提前發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)發(fā)熱缺陷并及時(shí)處理。對(duì)于不能立即處理的閘口發(fā)熱問題，自行研制了“隔離開關(guān)閘口帶電維護(hù)裝置”和“隔離開關(guān)閘口短接裝置”，可在設(shè)備不停電的情況下，對(duì)其進(jìn)行缺陷處理，及時(shí)、有效地改善隔離開關(guān)閘口發(fā)熱現(xiàn)狀，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，避免緊急停電事件發(fā)生。

［1］ 李興旺，呂鴻，盧啟付，等.G4型隔離開關(guān)發(fā)熱缺陷分析及處理［J］.廣東電力，2012，25（9）:103-106.

［2］ 何兵，鄧海峰.GW4/GW5型隔離開關(guān)燒壞原因分析及預(yù)防控制措施研究［J］.電氣開關(guān)，2012（4）：46-48.

［3］ 張煦.變電站隔離開關(guān)常見故障及預(yù)防措施［J］.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2009，27（1）：54-55.

［4］ 曹春博.GW4型隔離開關(guān)帶電清洗觸頭專用工具的研制及應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2012，30（3）：96-99.

Com prehensive Treatment of GW 4 Isolating Sw itch Gate Heating

HE Jie，HEW enping，NING Jinfeng
（State Grid Changzhi Power Supply Company of SEPC，Changzhi，Shanxi 046000，China）

In view of GW4 isolating switch gate heating,themain reasons of the gate heating have been analyzed in detail.The prevention measures are put forward in terms of strengthening professional inspection,infrared diagnosis and operating according to standard.The isolation switch gate charged maintenance device and isolation switch gate short-circuitdevice have been developed,thus, the gate heating problem can be processed on-line.The emergent power failure could be avoided to guarantee the safe and reliable operation of isolation switch.

isolating switch；switch gate heating；infrared diagnosis；on-line treatment

TM564.1

B

1671-0320（2015）02-0044-03

2014-11-04，

2015-02-16

何 杰（1983），男，山西長(zhǎng)治人，2009年畢業(yè)于天津理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，碩士，工程師，從事電網(wǎng)運(yùn)維檢修管理工作；

和文平（1977），男，山西呂梁人，2006年畢業(yè)于東北電力大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，碩士，工程師，從事電網(wǎng)運(yùn)維檢修管理工作；

寧晉峰（1970），男，山西運(yùn)城人，1989年畢業(yè)于大同電校電網(wǎng)專業(yè)，高級(jí)技師，從事電網(wǎng)一次設(shè)備運(yùn)維檢修工作。