組合電器觸頭燒毀原因及處理

王艷平

摘要：文章主要圍繞組合電器觸頭燒毀的原因和處理措施進(jìn)行敘述，對(duì)組合電器進(jìn)行了簡(jiǎn)單地介紹，然后指出了燒毀的具體原因，針對(duì)問(wèn)題提出了解決措施，希望可以盡可能避免觸頭燒毀現(xiàn)象，保證組合電器安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：組合電器;觸頭燒毀;原因;處理

1.前言

近幾年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，為了滿足人們的多樣化需求，相關(guān)人員將組合電器廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，其中組合電器的觸頭有時(shí)會(huì)出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象，為了改善這一問(wèn)題，相關(guān)人員展開(kāi)分析和研究。

2.關(guān)于組合電器的概述

2.1組合電器的含義

組合電器是將兩種或兩種以上的電器，按接線要求組成一個(gè)整體而各電器仍保持原性能的裝置。結(jié)構(gòu)緊湊，外形及安裝尺寸小，使用方便，且各電器的性能可更好地協(xié)調(diào)配合。按電壓高低可分為低壓組合電器及高壓組合電器^[1]。

2.2低壓組合器與高壓組合器

常見(jiàn)的低壓組合電器有熔斷式刀開(kāi)關(guān)、電磁起動(dòng)器、綜合起動(dòng)器等。低壓組合電器使用方便，可使系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。例如，在工業(yè)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)支路中，只需使用一臺(tái)由接觸器、斷路器和熱繼電器等組合而成的低壓電器，即具備遠(yuǎn)距離控制電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)、停止及各種保護(hù)和控制的功能。

高壓組合電器按絕緣結(jié)構(gòu)分為敞開(kāi)式及全封閉式兩種^[2]。前者以隔離開(kāi)關(guān)或斷路器為主體，將電流互感器、電壓互感器、電纜頭等元件與之共同組合而成。后者是將各組成元件的高壓帶電部位密封于接地金屬外殼內(nèi)，殼內(nèi)充以絕緣性能良好的氣體、油或固體絕緣介質(zhì)，各組成元件按接線要求，依次連接和組成一個(gè)整體。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的六氟化硫全封閉電器具有安裝體積小、安全性能好、可靠性高、檢修周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此發(fā)展迅速。

3.組合電器觸頭燒毀的原因

3.1設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致觸頭燒毀

在相關(guān)人員進(jìn)行組合電器的觸頭設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果存在問(wèn)題，那么就會(huì)直接對(duì)組合電器的觸頭質(zhì)量產(chǎn)生影響，這也是導(dǎo)致觸頭在使用過(guò)程中被燒毀的主要原因。由于組合電器需要相關(guān)人員做好設(shè)計(jì)工作，并且內(nèi)部存在復(fù)雜性，所以對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力有著較高要求，所以為了改善觸頭設(shè)計(jì)的質(zhì)量，相關(guān)人員需要做好設(shè)計(jì)工作，盡可能避免質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)^[3]。

3.2安裝工藝問(wèn)題導(dǎo)致觸頭燒毀

組合電器的安裝過(guò)程比較復(fù)雜，安裝內(nèi)容也比較廣泛，所以在相關(guān)人員進(jìn)行安裝工作的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致不合理安裝現(xiàn)象，進(jìn)一步使得觸頭出現(xiàn)毀損，影響組合電器的正常運(yùn)行^[4]。

3.3由于自然環(huán)境、人為操作不當(dāng)?shù)纫蛩匾鹩|頭接觸電阻增大

觸頭的接觸形式一般有3種接觸形式：球面對(duì)平面的點(diǎn)接觸、圓柱型對(duì)平面的線接觸及平面問(wèn)或球面間的面接觸在小接觸壓力范圍內(nèi)。點(diǎn)接觸的接觸電阻較小，隨著接觸壓力的增大，接觸電阻下降并不快：在線接觸情況下，隨著接觸壓力的增大，不僅增大了接觸面積，還增加了接觸點(diǎn)數(shù)，故接觸電阻下降較快。在額定電流一定的情況下，接觸電阻越大，發(fā)熱功率越高，也就越容易超出發(fā)熱警戒線。依據(jù)不同幅值沖擊電流以及不同接觸狀態(tài)下接觸電阻的變化規(guī)律，提出的通過(guò)接觸電阻隨著試驗(yàn)電流增長(zhǎng)的變化率來(lái)判斷 GIS 導(dǎo)電連接件接觸狀態(tài)的評(píng)估方法，可以在未知管理值的情況下，準(zhǔn)確評(píng)估觸頭的接觸狀態(tài)，避免了傳統(tǒng)測(cè)量方法的局限性。

3.4絕緣件質(zhì)量不良

組合電器內(nèi)部配用了大量的絕緣件，進(jìn)行電氣隔離、結(jié)構(gòu)支撐、運(yùn)動(dòng)部件連接等，其自身不導(dǎo)電，但連接著高壓通流以及接地零電位，處于內(nèi)部電場(chǎng)中，由于其制造質(zhì)量不良，內(nèi)部氣隙、表面缺陷造成了大量的絕緣損壞故障，以及物理破損漏氣故障。組合電器中的絕緣件主要有盆式絕緣子、絕緣拉桿、支撐絕緣子等3種，近年來(lái)均造成過(guò)不少故障事件。盆式絕緣子引發(fā)的故障，主要原因有：①盆式絕緣子制造工藝不穩(wěn)定，內(nèi)部存在固有氣隙甚至裂紋，長(zhǎng)期帶電運(yùn)行內(nèi)部絕緣擊穿，繼而引發(fā)組合電器設(shè)備內(nèi)部故障;②盆式絕緣子未逐件檢驗(yàn)，工頻耐壓和局放試驗(yàn)遺漏，未有效發(fā)現(xiàn)固有缺陷;③安裝過(guò)程發(fā)生裝配碰撞損傷或異常，造成裂紋隱患。絕緣拉桿引發(fā)的故障，主要原因有：①絕緣拉桿內(nèi)部存在氣泡、裂紋、孔洞，自身缺陷導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)生擊穿閃絡(luò);②外購(gòu)絕緣件后期加工處理不當(dāng)，造成絕緣件受損;③裝配環(huán)節(jié)缺少專用工裝設(shè)備，易發(fā)生磕碰損傷，或緊固力矩不足，操作過(guò)程螺栓松動(dòng)，拉桿異常受力損壞;④絕緣拉桿暴露在空氣中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)受潮。支撐絕緣子引發(fā)的故障主要由于制造工藝不良、自身存在細(xì)微裂紋，逐漸發(fā)展引起電場(chǎng)畸變，最終引發(fā)放電故障。

4.組合電器觸頭燒毀的處理辦法

4.1設(shè)計(jì)選型

①設(shè)計(jì)部門應(yīng)開(kāi)展差異化設(shè)計(jì)，選擇適合設(shè)備。針對(duì)不同區(qū)域、不同應(yīng)用場(chǎng)景、不同技術(shù)需求，進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，解決特殊地域、特殊環(huán)境、特殊工況下面臨的一系列問(wèn)題。如西北地區(qū)溫差大，優(yōu)先選用戶內(nèi)組合電器;華東、華南地區(qū)潮濕多雨，機(jī)構(gòu)箱、匯控柜加熱器應(yīng)選用高品質(zhì)、長(zhǎng)動(dòng)作壽命繼電器。②用戶應(yīng)避免盲目追求設(shè)備小型化。在空間尺寸允許的情況下，組合電器設(shè)備應(yīng)避免小型化，小型化設(shè)備理論場(chǎng)強(qiáng)雖滿足要求，但絕緣裕度較低，更易發(fā)生內(nèi)部放電。

4.2制造裝配

①制造企業(yè)應(yīng)提升核心部件制造工藝質(zhì)量。盆式絕緣子應(yīng)力釋放，金屬與樹(shù)脂部位結(jié)合處理，絕緣拉桿拉伸強(qiáng)度提升等問(wèn)題亟待解決。②制造企業(yè)和現(xiàn)場(chǎng)施工單位應(yīng)嚴(yán)格裝配工藝。配備專用工裝工具，重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備試驗(yàn)、調(diào)試后的內(nèi)部清理等。③制造企業(yè)應(yīng)對(duì)外購(gòu)組部件加強(qiáng)檢驗(yàn)，尤其是盆式絕緣子、絕緣拉桿等絕緣件，逐一檢查，并批次性抽檢破壞性試驗(yàn)。

4.3運(yùn)輸安裝

①設(shè)備部件應(yīng)選用防振型密度繼電器，避免運(yùn)輸過(guò)程中受振動(dòng)損壞。②加強(qiáng)運(yùn)輸過(guò)程中的加速度監(jiān)測(cè)，避免設(shè)備及主要部件受異常振動(dòng)損傷。③運(yùn)輸和存儲(chǔ)時(shí)，氣室內(nèi)應(yīng)保持0.02～0.05Mpa的微正壓，并避免氣室內(nèi)受潮。④確保現(xiàn)場(chǎng)安裝條件能夠防塵、防潮，嚴(yán)禁露天安裝。⑤法蘭對(duì)接安裝時(shí)避免盆式絕緣子磕碰，定位桿先導(dǎo)、力矩扳手對(duì)稱均衡緊固。⑥尤其要檢查防爆膜是否損壞，避免帶電投運(yùn)后出現(xiàn)氣體泄漏。

4.3檢查氣體壓力

發(fā)現(xiàn)氣體壓力降低要及時(shí)補(bǔ)氣，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)查明泄漏原因，及時(shí)消除漏點(diǎn)。這里不要用化工生產(chǎn)裝置中常用的“帶壓堵漏”方法消除漏點(diǎn)，因?yàn)椴捎迷摲椒ㄒ蛉氪罅康哪z劑，在密閉的間隔內(nèi)產(chǎn)生不規(guī)則的凹凸面，極易產(chǎn)生放電，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致整個(gè)密閉間隔內(nèi)的母線崩燒，這方面已有案例教訓(xùn)。

5.結(jié)束語(yǔ)

文章將組合電器觸頭燒毀的原因和改善措施作為敘述的主要內(nèi)容，希望能夠根據(jù)導(dǎo)致燒毀的主要原因開(kāi)展針對(duì)性策略，這樣能夠在一定程度上減少觸頭燒毀現(xiàn)象，保證組合電器可以正常使用。

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（作者單位：中國(guó)煤炭地質(zhì)總局一二九勘探隊(duì)）