勵(lì)磁系統(tǒng)直流滅磁開關(guān)維護(hù)與實(shí)踐

馮 勝，胡 瑞，周興華

（中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司，湖北 宜昌443002）

0 引言

直流滅磁開關(guān)在機(jī)組故障，事故滅磁時(shí)流經(jīng)大電流，因此易燒蝕觸頭。而且開關(guān)分合次數(shù)越多，越容易對(duì)開關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)造成損傷。因此摸索出一套針對(duì)應(yīng)用于特大機(jī)型勵(lì)磁系統(tǒng)的直流滅磁開關(guān)的維護(hù)方法，能夠延長(zhǎng)直流滅磁開關(guān)的使用壽命，提高機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

1 直流滅磁開關(guān)的結(jié)構(gòu)

法國(guó)LENOIR 公司生產(chǎn)的CEX 系列某型開關(guān)分為正、負(fù)兩極，每極由2 個(gè)部分串聯(lián)組成，每部分的組成結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 CEX 系列某型直流滅磁開關(guān)

（1）1 個(gè)主電極觸頭——正常運(yùn)行時(shí)，主要的電流從這個(gè)觸頭流過。

（2）2 個(gè)弧電極觸頭——帶滅弧罩，當(dāng)直流滅磁開關(guān)分?jǐn)鄷r(shí)，磁吹滅弧。

（3）1 個(gè)常閉/輔助/放電觸頭——帶滅弧罩，其作用為在直流滅磁開關(guān)斷開之前先合閘，將非線性電阻接入轉(zhuǎn)子回路。

2 維護(hù)流程

如圖2 所示，直流滅磁開關(guān)的維護(hù)分為外觀檢查和維護(hù)、觸頭維護(hù)和開關(guān)性能測(cè)試3 個(gè)部分。其中外觀檢查是消除事故滅磁時(shí)通斷大電流對(duì)開關(guān)的影響，重點(diǎn)需檢查開關(guān)本體有無燒蝕的痕跡。觸頭維護(hù)重點(diǎn)是檢查觸頭之間接觸的可靠性，開關(guān)性能測(cè)試則主要是驗(yàn)證維護(hù)總體效果。

圖2 直流滅磁開關(guān)維護(hù)方法

3 案例實(shí)踐與分析

3.1 滅弧罩和滅弧柵維護(hù)

滅弧罩和滅弧柵安裝在主電極及輔助電極上，承擔(dān)著降低電弧溫度，加速電弧熄滅的作用，當(dāng)分?jǐn)啻箅娏鲿r(shí)金屬滅弧柵片將電弧拉入滅弧柵片滅弧，易出現(xiàn)明顯燒灼痕跡。檢修時(shí)必須拆開滅弧罩，用無紡布蘸取酒精對(duì)其內(nèi)壁及外部進(jìn)行擦拭，必要時(shí)清理金屬滅弧柵片上的燒痕，如果損壞必須及時(shí)更換。

3.2 觸頭維護(hù)

在直流滅磁開關(guān)的維護(hù)中，應(yīng)該著重關(guān)注主電極（動(dòng)、靜）觸頭和輔助電極（動(dòng)、靜）觸頭的情況。外觀檢查方面主要進(jìn)行觸頭表面檢測(cè)，觸頭電氣搭接面檢測(cè)，電氣測(cè)量方面主要進(jìn)行觸頭接觸電阻的測(cè)定。

3.2.1 觸頭表面接觸電阻檢測(cè)

主觸頭在電源電路中用來導(dǎo)通和切斷電流；而輔助觸頭（常閉斷口）與主觸頭通過共軸聯(lián)動(dòng)，用于斷開或者投入滅磁電阻。接觸電阻值的大小能有效反映觸頭之間接觸的可靠性，進(jìn)而影響觸頭的導(dǎo)電性能。而觸頭本體由于長(zhǎng)期裸露在空氣中，表面易形成氧化層并覆蓋灰塵，會(huì)增加觸頭的接觸電阻，在通斷大電流時(shí)發(fā)熱，進(jìn)而損壞觸頭。因此需要對(duì)觸頭表面進(jìn)行打磨，打磨時(shí)需使用1 000 目以上鏡像砂紙和除銹劑平整觸頭，降低接觸電阻，如圖4 所示。如果觸頭接觸面部位的銀鈀合金出現(xiàn)融珠現(xiàn)象，則需直接更換觸頭，如圖5 所示。

圖4 觸頭打磨處理對(duì)比圖

圖5 觸頭狀態(tài)對(duì)比圖

處理后，需采用接觸電阻測(cè)試儀，對(duì)該直流滅磁開關(guān)每個(gè)觸頭連續(xù)測(cè)量3 次，取3 次測(cè)量平均值即為該觸頭的接觸電阻。對(duì)比發(fā)現(xiàn)：維護(hù)前，所有觸頭的平均阻值為65.5 μΩ/200 A（其中有4 個(gè)觸頭的接觸電阻超出規(guī)定的最大值，這4 個(gè)觸頭平均接觸電阻為214 μΩ/200 A，是規(guī)定最大值的4.28 倍）；而維護(hù)后，平均接觸電阻為27.75 μΩ/200 A，均滿足要求。

3.2.2 觸頭搭接面檢測(cè)

直流滅磁開關(guān)正常動(dòng)作時(shí)，觸頭之間的有效搭接面積應(yīng)不小于整個(gè)觸頭的2/3。若開關(guān)分合次數(shù)較多，各機(jī)械機(jī)構(gòu)難免出現(xiàn)不同程度的磨損，動(dòng)靜觸頭之間可能移位，易出現(xiàn)點(diǎn)接觸，導(dǎo)致開關(guān)動(dòng)作不成功。某觸頭搭接面維護(hù)之前，滅弧極觸頭S4，導(dǎo)流極觸頭TH3、TH4 的搭接面之間咬合不到位。通過調(diào)整觸頭位置，最終解決了觸頭搭接面小的缺陷。

3.3 開關(guān)性能測(cè)試

3.3.1 同步性能測(cè)試

該型直流滅磁開關(guān)在給定條件下額定分閘時(shí)間≤60 ms、合閘時(shí)間≤300 ms。使用開關(guān)特性測(cè)試儀進(jìn)行了5 次低電壓操作試驗(yàn)，得到主斷口以及弧斷口分合閘的平均性能數(shù)據(jù)，如表1、表2 所示。試驗(yàn)結(jié)果：弧斷口平均合閘時(shí)間205.25 ms、分閘時(shí)間40.25 ms，主斷口平均合閘時(shí)間216.75 ms、分閘時(shí)間34.75 ms，符合技術(shù)參數(shù)要求。

表1 弧斷口同步性能測(cè)試

3.3.2 低電壓操作試驗(yàn)

設(shè)置滅磁開關(guān)特性測(cè)試儀直流電源發(fā)生器輸出電壓為80%UN，開關(guān)分閘狀態(tài)下手動(dòng)發(fā)合閘令，觀察開關(guān)是否正常動(dòng)作，重復(fù)5 次。設(shè)置滅磁開關(guān)特性測(cè)試儀直流電源發(fā)生器輸出電壓為65%UN，開關(guān)合閘時(shí)手動(dòng)發(fā)分閘令，觀察開關(guān)是否正常動(dòng)作，重復(fù)5 次。試驗(yàn)結(jié)果表明維護(hù)效果良好，開關(guān)動(dòng)作正常。

表2 主斷口同步性能測(cè)試

4 結(jié)語

本文分析了該型直流滅磁開關(guān)的實(shí)際維護(hù)情況，總結(jié)了該型直流滅磁開關(guān)的維護(hù)和試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，積累了開關(guān)調(diào)試性能經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)該型直流滅磁開關(guān)的長(zhǎng)期運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，提出以下結(jié)論和建議：

（1）直流滅磁開關(guān)在正常的開停機(jī)及運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障可能性較小，而在事故情況下需要分?jǐn)嗟膭?lì)磁電流過大時(shí)，易灼傷主、弧斷口，對(duì)開關(guān)本體造成危害。因此事故后應(yīng)組織人員對(duì)開關(guān)進(jìn)行全面檢查，視觸頭接觸面燒蝕的情況進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理。

（2）應(yīng)定期對(duì)開關(guān)的跳閘回路進(jìn)行性能測(cè)試，避免開關(guān)在長(zhǎng)期運(yùn)行后因跳閘回路異?；蛱l機(jī)構(gòu)異常導(dǎo)致開關(guān)不能及時(shí)脫扣燒壞跳閘線圈的情況。

（3）在事故跳閘后，或者在拆卸觸頭并回裝后，應(yīng)對(duì)開關(guān)進(jìn)行同步性能測(cè)試和低電壓操作試驗(yàn)，確保開關(guān)在各種工況下均能正確分合閘。

（4）直流滅磁開關(guān)觸頭長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，表面易形成氧化層，增大接觸電阻，故應(yīng)定期測(cè)量觸頭接觸電阻，對(duì)于不滿足指標(biāo)要求（＜50 μΩ/200 A）的觸頭需進(jìn)行處理，減小安全隱患。