针对农网广泛应用的GW4,GW5等型号的户外隔离开关导电部分发热问题,从设备的主要结构、运行环境,分析缺陷产生的原因,制定处理措施。通过安装、调试、检修阶段的工艺控制,超前防范缺陷发生;通过制作专用装置,开展带电维护、带电短接等作业,在不中断供电的情况下快速处理故障,达到避免停电和事故的目的。
01、户外隔离开关发热的原因分析
1.1户外隔离开关发热共性原因
影响隔离开关导电部分接触电阻、造成发热的原因大致有以下几点:一是导电部分的材质;二是导电接触面的氧化程度及清洁程度;三是导电接触面的加工状况;四是接触部位的接触面积;五是接触部位的接触压力。
1.2户外隔离开关发热特殊原因
现场运行中,发热最突出的部位,一是所有隔离开关的闸口;二是铜排类隔离开关的接线座。这2个部位都属于金属活动连接,因此也是发热缺陷最频繁的部位。
隔离开关闸口发热的主要原因是触头氧化严重和存在污垢。而且如果氧化和脏污未及时得到处理,触头持续发热促使触指弹簧失效,弹簧失效又加剧触头发热,严重时必然导致设备损坏,造成触头放电、烧熔、起弧直至相间短路酿成停电事故,极大地威胁电网的安全运行。
1.3铜排类接线座发热缺陷的原因
铜排类隔离开关的接线座发热,一是动导电排与活动接线板连接处氧化、污垢,接触电阻增大、接触面积减小;二是接线座上,固定和压紧动导电排与接线板的弹簧,锈蚀、疲劳,造成弹力下降、压力不足,导致动导电排与接线板接触不可靠。
02、隔离开关导电部分发热缺陷的预防措施
对隔离开关导电部分发热的控制,应加强隔离开关的设计选型工作,提高安装、调试工艺和严格三级验收,规范隔离开关的专业化巡检和红外诊断分析,发现热点及时记录并跟踪检测。停电检修时加强现场的标准化检修作业,并对闸口进行清洁处理,对老化的元器件进行更换,对不符合完善化改造的产品进行整改,选择自力型触指和自洁性能良好的触头,认真检查闸口的接触情况,检测接触压力和测量回路电阻,将闸口发热现象消灭在萌芽状态。
2.1加强隔离开关的选型、安装、调试和验收工作
隔离开关的选型要满足相应的标准、参数,选择生产厂家口碑好、现场运维状态佳、完善化改造彻底的设备,这一类的设备能够保持优良的工作性能、延长检修周期、提升供电可靠性。
安装阶段要坚持标准化作业,确保隔离开关操作灵活、到位,支柱绝缘子和导电臂分、合闸时旋转角度为90±1°。合位时导电部分呈一直线,分闸位置2个导电臂平行距离差值小于10mm。触头、触指接触对称,插入深度符合要求。分、合闸限位螺栓距止挡1~3mm。操作相主拐臂“过死点”1~5mm。三相合闸同期小于5mm,且刚合点位置正确。闸口涂抹的中性凡士林不能过厚。
自检和验收阶段,应用塞尺对每相闸口的接触情况进行检查,0.05mm塞尺应插不进,同时开展触指压力测试,要求每对触指的压力符合要求。检查各处的螺栓紧固情况,开展每相导电回路的接触电阻测量工作。
2.2加强专业化巡检和红外诊断分析
每年组织安排运行、检修、试验专业,对隔离开关开展2次专业化巡检和高峰期间特巡工作。加强重要时段隔离开关的技术监督,在迎峰度冬、迎峰度夏期间、重大节日,以及大负荷等重要时段,扎实开展隔离开关红外诊断专项检测工作。对于位于重度污染区的隔离开关,应缩短巡视周期,加强测温并开展带电维护工作。
对温度异常的隔离开关,应留存相应的红外图谱并进行软件分析,根据红外诊断技术导则分析发热类型和严重程度,通过横向比较和纵向分析,提高诊断的准确性,并制定相应的运维措施。
2.3加强停电检修工艺
根据状态检修规程,制定详细的检修作业指导书,加强现场标准化作业,重点仔细检查隔离开关闸口各部件的工作现状,要求导电臂外观完好,无氧化、变形;触头、触指无污垢,接触面平整光滑,镀银层良好,触指排列整齐,螺栓紧固。触头、触指无烧伤变形,烧伤面积大于10%,深度大于0.5mm为严重烧伤,应更换,轻微烧伤用360号砂纸打磨。触指有氧化时用25%~28%氨水浸泡后擦净,检查弹簧性能,不符合要求应更换。检修完成后,应对照安装调试流程,验收每一个环节,用塞尺对每相闸口的接触情况进行检查,开展触指压力测试,测量导电回路的接触电阻。
对于铜排型隔离开关弹簧压接形式的接线座,除检查处理弹簧和接触部位,还要补充足够截面积的短接线,将导电铜排和接线端短接,可以有效防止接线座处的发热缺陷。
对于触头的要求,最好采用自力型触指,或弹簧为外压形式,触指和触指支持均是螺栓紧固连接或通过软连接导通。
闸口杜绝涂抹导电复合脂,使用中性凡士林时也不能过厚、过多。
03、隔离开关导电部分发热缺陷的带电处理
对于运行中的隔离开关导电部分发热缺陷,停电进行处理,可能会造成整条线路、整段母线、甚至全站停电,影响面太广。为了提高供电可靠性,变电站设备的带电处理也陆续尝试开展,比较等电位、中间电位和地电位3种方法的优缺点,以简便、安全的地电位方式进行探索,先后有“隔离开关闸口带电维护”“隔离开关闸口带电短接分流”等装置应用,可以方便地对发热部位进行不停电处理。
3.1敲击、震动法
对于发热不严重的隔离开关闸口,可以利用绝缘操作杆,对发热闸口的触指和触头进行有规律的震动、敲打,使触头接触部位的污垢和其他异物震落,恢复闸口的导通性能。
使用这种方法,一般都能取得立竿见影的效果。但操作人员必须有一定工作经验,用力适当,避免造成设备损坏。超过130℃的危急发热缺陷,不宜采用。
3.2闸口带电维护
利用与隔离开关闸口相符的绝缘模具,覆盖标号不同的砂布,与各电压等级相符的绝缘操作杆结合,制作成闸口清洁、打磨专用带电维护工具。对于双母运行的隔离开关,可通过倒闸操作,运用隔离开关闸口带电维护工具,对分闸位置的发热闸口部位进行手动清洁、打磨处理。
对于工作量较大的闸口维护,可以制作成电动维护工具,利用遥控电动工具,带动专用清洁、打磨头转动,快速恢复闸口良好的运行工况。
专用工具还可以对闸口部位进行润滑操作。
3.3带电紧固
利用遥控电动扳手,加装遥视探头,与绝缘操作杆结合,制作成电动紧固工具,对隔离开关导电部分各松动螺栓进行带电紧固。
带电紧固工具,配套有专用固定工具、绝缘隔离工具,一般常用于隔离开关接线板因螺栓松动发热缺陷的紧固,也可以对导电杆上的固定螺栓进行紧固,还可以对一些接线座挠性连接的软连接松动螺栓紧固,不过,这时需要进行软连接护罩的松开、取下和恢复工作。
3.4闸口短接
对于发热严重、通过前述3种方法不能处理的闸口发热缺陷,制作带电短接装置,对发热部位进行短接操作,形成旁路导通途径,分流或全部承担工作电流。
闸口短接装置,是2个类似隔离开关的触指触头,连接在一定长度的铜(铝)排两端,主要针对发热闸口的操作。作业时,先对短接的部位进行清洁,然后利用绝缘操作杆,将短接装置挑到发热闸口处,将2个触指触头同时卡入发热闸口的两端,建立新的导电通道,消除发热缺陷。
短接装置的触指开距,与固定闸口的导电臂直径相符,能够紧密、牢固地同导电臂结合在一起。触指开距有固定式和可调式2种,可调式能够根据不同导电臂的截面积进行相应调整。
3.5接线座短接
同闸口短接装置原理相似,制作更为灵活的、通过软导线接连2个特殊卡具的短接装置,对发热接线座等发热部位进行短接操作。
它是由2个导线型(或母排型)的旋转紧固单钩,与不同截面积、不同长度的软铜导线相连,组成1个小巧的短接装置。作业时,使用绝缘操作杆,通过其端部特殊结构与2个单钩结合,然后将短接装置挑到发热闸口处,将2个单钩分别卡入,并拧紧在发热部位两端,建立新的导电通道,消除发热缺陷。
这类短接装置的单钩或平口夹,有不同口径,通过螺扣旋转紧固,能够可靠、紧密地同导电体结合在一起。
应用这类短接装置,可以处理接线座的发热,也可以短接闸口的发热,还可用于其他电气连接的发热缺陷。同时根据发热部位的结构、形状不同,单钩、平口夹、异型触头夹等可以进行不同的组合,适应于不同部位的短接操作。
短接装置可以手动操作,也可以电动操作。
04、结 语
现场运维工作中,要及时诊断、分析户外隔离开关导电部分发热的主要原因,加强专业化巡检、带电检测和现场标准化作业,可以大幅降低发热缺陷的发生和对系统运行的影响。同时,积极开展技术创新,应用作新装置,探索新方式,安全、快速、有效地带电紧急处理隔离开关发热故障,从根本上降低运行风险,避免紧急停电事故发生。
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