關(guān)于高壓隔離開關(guān)電觸頭性能改善的思考

喬俊義

【摘 要】電力系統(tǒng)的正常運作能夠給人民群眾生產(chǎn)生活提供一個保障。然而，在電力系統(tǒng)里面，高壓線屬于電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部分，其中高壓隔離開關(guān)是一個關(guān)鍵的設(shè)備，電力系統(tǒng)正常的運作是離不開高壓隔離開關(guān)的。如果想要確保高壓隔離開關(guān)的正常使用工作，就一定要先改善高壓隔離開關(guān)電觸頭性能。本文將研究一下改善高壓隔離開關(guān)電觸頭性能的有效策略。

【關(guān)鍵詞】高壓隔離開關(guān);電觸頭;電力系統(tǒng);改善;有效策略

1 高壓隔離開關(guān)電觸頭故障以及產(chǎn)生故障的原因

分析高壓隔離開關(guān)電觸頭故障的類型和故障產(chǎn)生原因都可以給有關(guān)的工作人員解決故障的時候提供一定的參考作用。每一個類型的故障其所產(chǎn)生的原因都是不一樣的，在進(jìn)行解決故障問題的時候必須要具有針對性。概括來說，故障的種類以及故障產(chǎn)生的原因主要有以下這幾點：

1.1 高壓隔離開關(guān)電觸頭故障類型

高壓隔離開關(guān)電觸頭出現(xiàn)故障，這和其長時間暴露在室外只有著不可脫離的關(guān)系的，室外環(huán)境變化是比較快的，其中空氣的濕度和溫度等都會給高壓隔離開關(guān)的使用功能帶來不利的影響，這是高壓隔離開關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)故障的關(guān)鍵原因之一，并且也是一個需要在第一時間進(jìn)行解處理的主要問題。通過大量的研究數(shù)據(jù)表明，發(fā)熱是高壓隔離開關(guān)在進(jìn)行運作的時候所存在的一個重要故障，此外，高壓隔離開關(guān)的故障還包含觸指銀層脫落這一點。觸指銀層的脫落是導(dǎo)致高壓隔離開關(guān)發(fā)熱的關(guān)鍵原因，而高壓隔離開關(guān)發(fā)熱是觸指銀層脫落的主要表現(xiàn)，概括來講，觸指銀層脫落的這個故障問題關(guān)鍵表現(xiàn)在這幾個方面上：首先是高壓隔離開關(guān)的觸指銀層的耐磨性比較差，所以在長期進(jìn)行使用的還是，極有可能會出現(xiàn)觸指銀層脫落的情況，這一問題出現(xiàn)就會致使高壓隔離開關(guān)的電阻突然大增，從而出現(xiàn)發(fā)熱的情況，這會給電力系用的正常運作帶來很大的不良影響，是一定要及時處理的一大問題。

1.2 高壓隔離開關(guān)電觸頭產(chǎn)生故障的原因

通過對高壓隔離開關(guān)電觸頭故障進(jìn)行分析，其關(guān)鍵的故障問題是在發(fā)熱故障以及磨損故障燈這兩個方面上，要想完全解決以上這幾個故障，就一定要針對其相對應(yīng)的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，概括來講，故障的產(chǎn)生原因主要包含以下這幾個方面：首先就是因為高壓隔離開關(guān)里面有許多組件都是暴露在室外環(huán)境中的，空氣會對高壓隔離開關(guān)電觸頭的表面進(jìn)行氧化，接著其電阻就會快速增大，進(jìn)而出現(xiàn)各種不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致高壓隔離開關(guān)電觸頭發(fā)熱。然而，當(dāng)接觸電阻升高之后，兩端的電阻大小就會出現(xiàn)很大的差距，運行電流的過程中就會被電觸頭彈簧分離出一部分，因此會降低彈簧的性能，觸指的接觸壓力也隨之變小，接觸不好的現(xiàn)象也會越來越嚴(yán)重，從而構(gòu)成了一個惡性的循環(huán);其次就是因為自身性能的特點，隔離開關(guān)的操作次數(shù)都是比較頻繁的，開關(guān)在進(jìn)行打開和閉合的過程中，出頭都會被頻繁的摩擦到，在應(yīng)力的作用下觸動鍍層會遭到嚴(yán)重的磨損，致使觸指鍍層出現(xiàn)破裂甚至觸指鍍層會出現(xiàn)脫落的情況，高壓隔離開關(guān)電觸頭出現(xiàn)發(fā)熱的情況，就會導(dǎo)致電流突變;最后就是，高壓隔離開關(guān)電觸頭彈簧工作強(qiáng)度是比較高的，而同種類的金屬之間會存在一種吸引性，這會導(dǎo)致鍍銀層出現(xiàn)破裂的情況。

2 改善高壓隔離開關(guān)電觸頭性能的有效策略

2.1 改善常見觸頭性能的有效方法

改善常見觸頭性能的有效方法包括：首先是超聲波場中壓制——浸漬法，其詳細(xì)的操作步驟如下：現(xiàn)在模具里面加入已經(jīng)混合均勻的合金粉末，接著將其放到超聲波場里面，合金粉末在超聲波的作用之下會變得更加均勻細(xì)密，再把合金粉末燒結(jié)成型，這樣就能夠獲得密度比較高的零件了，也會大大提高其耐磨性。其次就是真空熔煉法，把合金塊體放到真空電弧里面進(jìn)行加熱，在高溫的作用下對合金塊體進(jìn)行真空熔煉，為了預(yù)防金屬氣體有效揮發(fā)，進(jìn)行熔煉的時候要適當(dāng)?shù)丶尤霘鍤猓瑢θ诨蟮牟牧线M(jìn)行保溫，接著對材料進(jìn)行水冷快速凝固。真空熔煉法能夠使得觸頭合金材料分布得更加均勻，耐壓性能也會明顯升高。最后就是納米復(fù)合技術(shù)，通過采用這種技術(shù)之后，混合物之間的界面也會明顯地增大，使得材料出現(xiàn)新的性能。

2.2 通過采用離子注入法來改善電觸頭性能

2.2.1 離子注入法的概念

離子注入法主要是為了改善材料表面性能，具體的操作步驟就是先將離子加速，注入到材料表層，這種也叫做物理冶金，通過該表材料表層的組成成分和構(gòu)造，進(jìn)而有效地完善材料表層的性能。其中，注入的離子元素包含金屬蒸汽、氣體以及非金屬，首先要把這些例子元素帶入到離子室里面，把這些離子電離成正離子，接著把電磁線圈放置在電離室外，這樣磁場就會被引入到放電室里面，電離放電現(xiàn)象就會加大。

2.2.2 離子注入法的特點

離子注入法是一種表面合金化方法，概括來講，具有以下幾種特點：首先是對注入的離子元素沒有任何的局限性，相互不溶的離子元素也可以注入到其中，構(gòu)成全新的合金相。重新制造出來的表面合金不會被傳統(tǒng)合金化規(guī)則所影響到，進(jìn)行制作的時候，可以按照需要來進(jìn)行自由選擇注入離子元素。其次就是諸如離子元素之后，原本金屬表面的分子晶格就會出現(xiàn)奇怪的變化，表層是哪個就會出現(xiàn)錯位的網(wǎng)格，進(jìn)而會提高有關(guān)的性能。最后就是離子元素注入到金屬表層之后，就會和內(nèi)部的原子混合在一起，成分充分均勻，主要聚集體的材料和注入層之間差不多完成混合在一起了，沒有特別明顯的分界，所以完全不用擔(dān)心注入層會出現(xiàn)松散或者是脫落的狀況。

3高壓隔離開關(guān)部件接觸不良的故障分析

電力系統(tǒng)在供電過程中，由于各種不良因素，經(jīng)常會出現(xiàn)接觸不良的狀況，高壓隔離開關(guān)部件也會出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致故障狀況。其一，高壓隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分，接觸部位的接觸面有時會有雨水滲入或者粉塵等雜物堵塞其中，接觸電阻的阻值會增大，引起接觸頭發(fā)熱導(dǎo)致接觸不良。此外，銅鋁接觸面的電化學(xué)腐蝕，固定接觸部位的螺絲松動等，也會導(dǎo)致導(dǎo)電部分過熱造成接觸不良，進(jìn)而引起高壓隔離開關(guān)故障。其二，高壓隔離開關(guān)活動接觸部位，由于結(jié)構(gòu)不良或者觸頭的接觸點自潔能力不足，接觸部位彈簧部件的退火彈性會大大減弱，使接觸壓力降低，從而進(jìn)一步加劇接觸部位的發(fā)熱狀況，導(dǎo)致接觸不良或者部件燒損。

為了降低高壓隔離開關(guān)發(fā)生接觸不良故障的幾率，相關(guān)技術(shù)和檢修人員要對開關(guān)導(dǎo)電部分的接觸面涂抹固體潤滑劑，減少部件的摩擦，改善接觸頭的發(fā)熱狀況。同時，高壓隔離開關(guān)的活動接觸部位，要涂防水膠營造封閉環(huán)境，防止雨水或者細(xì)碎雜物堵塞其中以及接觸面的電化學(xué)腐蝕。

4 總結(jié)

概括來講，保證高壓隔離開關(guān)電觸頭性能正常可以有效地延長開關(guān)的使用時間，但是現(xiàn)在我國的電力系統(tǒng)還是會存在有關(guān)高壓隔離開關(guān)電觸頭性能這方面的問題，為降低高壓隔離開關(guān)電觸頭故障率，可考慮在生產(chǎn)加工時參考上文中提到的浸漬法、離子注入法等改善方法。為了更好地處理這些問題，有關(guān)工作人員一定要認(rèn)真分析故障的類型和每種類型故障所產(chǎn)生的原因，這是解決故障的前提工作。除此之外，還要科學(xué)合理的應(yīng)用改善高壓隔離開關(guān)電觸頭性能的有效策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳永剛，白志強(qiáng)，趙墨林等.采用導(dǎo)電滾動觸頭的隔離開關(guān)過熱故障分析[J].高壓電器，2008（06）.

[2]李盛，王金海，李海峰.一起500kV隔離開關(guān)過熱分析及處理[J].華北電力技術(shù)，2009（z1）.

[3]秦泳，曲欣，楊國華.隔離開關(guān)導(dǎo)體表面優(yōu)化處理與成本控制[J].電氣制造，2009（07）.

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司）