变电站隔离开关触头夹紧力的测量 韦富方

发表时间:2018/5/8   来源:《电力设备》2017年第36期   作者:韦富方
[导读] 摘要:在电力系统中,设备发热问题是发生频率最高的缺陷之一。在电网的所有设备中,以隔离开关接头发热出现的频率最高。
        (广西电网有限责任公司柳州供电局  545000)
        摘要:在电力系统中,设备发热问题是发生频率最高的缺陷之一。在电网的所有设备中,以隔离开关接头发热出现的频率最高。本文通过对隔离开关触头发热原因进行分析,提出了测量隔离开关夹紧力,是预防隔离开关发热的有效措施之一。
        关键词:隔离开关;发热;夹紧力
        隔离开关是使用量最大、应用范围最广泛的高压开关设备;它本身的工作原理及结构比较简单,工作可靠性要求高,而且具有明显断开点,在电力系统安全稳定运行起到举足轻重作用。隔离开关的安全运行与触头的夹紧力有着密切的联系,因此在对隔离开关开展检修维护时,对触头检修维护时应严格要求。
        1、隔离开关触头发热原因分析
        1.1运行环境景影响
        由于隔离开关是唯一完全暴露在大气环境中工作、受环境气候条件影响最直接和最严重的电气设备,它的运行条件比较恶劣,容易产生机械或电气方面的故障。尤其是触指接触部分在沿海地区,容易受盐分、雨水、灰尘及有害气体的侵袭,触指和触头属可动接触,容易产生接触不良,使接触电阻增大而导致发热。为触指提供压力的弹簧,常因锈蚀、绝缘管脱落,导致流过的电流发热而退火,引起弹力下降或失效,更使接触部分发热加剧,形成恶性循环最终烧坏触指酿成事故。
        1.2操作方面影响
        隔离开关在操作中可能有电弧,会烧伤动静触头的接触面,各个连动部件会发生磨损或变形,影响接触面的接触。还有在操作过程中,若用力不当会使位置不正,触头压力不足而导致接触不良发热。
        2、隔离开关检修分析
        2.1常见的例行检修方式
        (1)检查瓷瓶有无无裂纹损坏、法兰有无裂纹、法兰与瓷瓶胶合物有无脱落;清除绝缘子表面污垢。
        (2)检查导电部位有无过热痕迹,金属部件有无锈蚀;导电接触面平整、无氧化膜,载流部分无严重凹陷及锈蚀。如有轻微烧黑痕迹,可用细砂布研磨修理后用酒精清洗,再涂一层薄薄凡士林;烧损严重、无法修理的部件予以更换。
        (4)按厂家说明书要求,接线线夹安装得当,不应使隔离开关受到机械应力。
        (5)隔离开关和操作机构所有紧固件检查。操作机构內辅助开关的动作正确可靠检查等等。
        从以上检修方式来看,检修人员对隔离开关的检修仅仅停留在表面现象的检修。
        2.2检修发现问题处理
        2.2.1检修人员在检修时,往往只注意更换明显失效和断裂的弹簧,而对那些弹力降低的弹簧,现场基本没有更换;这样在继续运行中,每个触指电流的分布会因压力不同而不同,压力差别越大电流分布越不均匀。长期运行就会发生接触不良而发热,触指的发热会产生恶性循环,一个触指接触不良就会蔓延整个触头,最终造成触头烧损事故。


        2.2.2有的隔离开关触指压力可调,特别对钳夹式触头的隔离开关,其触头的接触压力是需要调整的。在安装或检修时,如果没有检测手段造成压力调整不当;当压力不足甚至出现虚接现象,或者各个触指压力差别过大,局部压力差别过大,将导致触头严重发热局部熔化现象;甚至有的经受不住短路电流电动力的作用,推开触头产生电弧而烧坏设备的危险,这将存在重大的安全隐患。
        2.3相关试验
        长期以来,检修人员都是用测量回路电阻的方法,来判断导电部分接触的好坏;认为只要回路电阻在合格范围内,导电部分的检修工作就圆满结束了。其实这个检修概念存在一定的误区,设备说明书上给出的回路电阻值是整个导电回路的数值,它包括接线端、导电管、导电关节、触头接触等部分的总体电阻,范围一般有20%的裕度,不能直接反映触头接触电阻的变化,只能说明导电回路通路。检修人员从来没有对动静触头接触部分的电阻进行试验。实际试验证明,2对触指与4对触指,其回路电阻仅差几个微欧,均在设备说明书的合格范围内。同样,若把触指的接触压力由120N降到30N,其总回路电阻值基本没有变化,仍在合格范围内。特别是GW31两对触指,经常存在单边接触良好,夹紧接触不一样现象;在测量回路电阻时,存在并联关系电阻会更小,在合格范围之内。这样很容易因单边的接触压力低,造成隔离开关触头过热烧灼现象。因此,不能单单用回路电阻合格来简单判断触头接触良好。
        3测量触头夹紧力的必要性
        3.1夹紧力的作用
        避免触头接触不良而引起发热的重要措施,是保证触头具有足够的接触压力。因为只有足够大的力将触头压紧,才能增大接触面,降低接触电阻。同时,由于触头表面受雨水、灰尘及有害气体的侵袭发生化学反应生成金属氧化物、二氧化硫、氯化银的表面膜。这些表面膜几乎是不导电的绝缘体,而且表面比较坚硬,只有保证触指有足够大的压力,才能在分合过程中,将表面膜压碎,起到到自清扫作用保证接触良好。
        3.2接触电阻
        接触电阻的经验计算公式为Rc=kc/(0.1F)吨微欧,式中F一接触压力【N】;m与接触形式有关的系数,对点、线、面接触,分别取05,0.7,1;Kc一与材料表面情况、接触方式有关的系数由实验得出,例如:银与银接触为60,铜与铜接触为80~140。由上式可见在系数Kc及m相同的条件下,为了减少接触电阻,必须提高接触压力F。因此,触头的接触压力是影响隔离开关接触电阻的重要因素。
        3.3检修标准
        在各类检修规程、标准中都有测量触指接触压力的规定,推荐的测量工具为弹簧秤,在实际工作中,测量触指压力要在高空,用弹簧秤测压力不但不方便、不准确也不安全,有些结构的隔离开关的触指压力用弹簧秤根本无法测量(如剪刀式)。此外,有不少触头由于外罩遮挡等原因用弹簧秤也不能测量。在隔离开关制造厂生产中,一般采用专用的间接测量工具,但不提供给用户。所以,要求测量触指接触压力只是一纸空文。
        4总结
        以上分析说明了保证隔离开关触头接触压力的重要性,以及测量触头夹紧力的必要性。无论在产品出厂时、产品投运前或定期检修时,都有必要对触头进行接触压力的测量。由于隔离开关触头的结构不同、额定电流不一样,触头的接触压力是没有统一规定的。为了使隔离开关检修工作科学化和规范化,建议隔离开关制造厂家在产品安装使用说明书中,标明触头接触压力的额定值及允许偏差的范围,另外尽可能标明各种额定电流等级触头部位的接触电阻值,以便于检修前后对比。同时,希望厂家针对自己生产的隔离开关,开发出适合隔离开关触头夹紧力简便测量仪器,作为测量专用工具一并交货。
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