隔离开关一次部分的异常状况分析

第34卷增刊 2013年12月 电力与能源 39 隔离开关一次部分的异常状况分析 黄鑫，潘征宇 (国网上海市电力公司检修公司，上海200063) 摘要：在隔离开关施工过程中，应通过关注细节提高验收质量，为设备健康状况提供间接依据。以隔离开关 常见的传动机构不灵活、导流接触部件发热、绝缘子出现裂纹这3个异常为切入点，讨论了隔离开关常见异常 与部分安装(检修)施工细节的联系，从而保证隔离开关的健康状况并能有效避免其发生异常。 关键词：隔离开关；施工细节；异常状况；可靠性 中图分类号： 文献标志码：A 文章编号：20951256(2013)Z00063，n of we to t of is it or e of on to 引言 隔离开关的工作原理及结构虽然比较简单， 但工作可靠性要求高，对变电站的安全运行影响 较大。目前许多电气设备的技术标准还不完善， 需要凭工作经验来判断，因此在施工过程中，应关 注隔离开关施工细节以及提高验收质量，为设备 健康状况提供间接依据，而重视这些施工细节能 有效地避免隔离开关在正常运行时出现异常。 隔离开关由传动机构、导电部件、绝缘支撑3 部分组成。隔离开关的常见异常状况主要有：传 动机构不灵活；导流接触部件发热；绝缘子出现裂 纹。本文重点对隔离开关一次部分的常见异常与 部分安装(检修)施工细节的联系进行分析。 动机构由轴齿、拐臂、连杆、操作绝缘子等 多个部分组成。由于隔离开关无灭弧装置，倒闸 操作断开电压时会产生电弧，如传动机构任何一 部分不灵活，会加长分、合闸时间甚至导致分、合 闸不到位，从而使拉弧时间加长，对动、静触头灼 伤严重，造成隔离开关接触电阻增大，运行时动、 静触头接触处发热。传动机构不灵活，又会引起 分、合闸困难(严重时会产生拒分、拒合现象)，加 大操作力矩造成操作绝缘子出现裂纹甚至断裂。 因此，传动机构不灵活对隔离开关的健康状况影 响较大。虽然隔离开关结构简单，但有些部件不 可避免会存在被封闭、遮挡或条件限制难以直观 检查，从而给验收带来不便。 以上这些情况可以从对施工材料(润滑剂的 使用)的了解来弥补。隔离开关是所有电气设备 中使用润滑剂品种最多、量最大的设备。常用的 润滑剂有二硫化钼、中性凡士林和润滑油。这3 种润滑剂的性质不同所使用的部位也不同，通常 以粘稠度、受温度影响以及常温下干枯凝固速度 区分。因此，合理使用润滑剂，可以保证隔离开关 转动灵活，保护隔离开关的部件在操作时受外伤 损害较小。 1)二硫化钼的使用 隔离开关的某些部件， 如操作绝缘子底座转动部分、操作机构中的齿轮 以及连杆连接的轴承等。这类部件在安装完毕后 处于一种相对封闭的工作环境中并且不导电。在 40 黄鑫，等：隔离开关一次部分的异常状况分析 检修中如对这类部件进行解体清化将会大大增加 工作量。如要保证这类部件的工作质量，在安装 时就要在齿轮或轴承上涂抹二硫化钼。二硫化钼 为黑色胶体，粘稠度在3种润滑剂中最高，但在常 温下不易干枯固化，为能长时间保证部件润滑，经 常使用在日常运行时相对封闭而且不导电的隔离 开关部件上。 2)中性凡士林的使用 隔离开关运行时，静 触头在触指弹簧作用下，触指夹紧动触头有效连 接，可靠通电。银的电阻率最小，因此一般触头是 由铜铸镀银而成。常见的动触头有柱形、矩形以 及棱形，无论何种形状，与静触头连接部分都可以 视为一条线。这样做的原因是：为了减小隔离开 关分、合闸时产生的摩擦力，使动、静触头上的镀 银不易脱落，从而保证隔离开关的导电性能；为了 加快分、合闸速度，减少触指弹簧作用时间，增加 触指弹簧使用寿命。在动、静触头上涂抹中性凡 士林可以进一步减少分、合闸摩擦力，加快分、合 闸速度。中性凡士林以防冻油为代表，它是由动 物脂肪炼制而成，为淡黄色(白色)胶体，在低温下 不易冻结，因此在任何情况下对动、静触头都没有 化学腐蚀，最适合用在此处。 3)润滑油的使用 在常规检修时，与隔离开 关连接紧密的组成部分无需做解体检修，也就不 能再次涂抹防冻油或二硫化钼。如，动触头伸缩 臂连接轴安装前涂有防冻油；传动连杆结合处由 轴承连接，外以开口销固定，安装前涂有二硫化 钼。这两处在长时间运行下，防冻油有可能由于 受热而液化滴落，二硫化钼有可能凝固、风化，这 时就要使用润滑油。润滑油为液体油、渗透性强， 一般检修时在连接紧密的转动部分滴润滑油，能 保证转动灵活无卡涩现象。 2导流接触部件发热 导流接触部件(包括隔离开关导线接触部位， 动、静触头接触部位)的发热原因为：接触部位有 氧化层；镀银脱落。为避免隔离开关运行时连接 处发热，就要保证接线桩头接触面及动、静触头表 面光滑，以及渡银层无脱落，而关键在于施工过程 中清化工作是否规范，以及接触电阻是否在合格 范围内。 2离开关安装时，在接线桩头接触面上涂有 电力脂(导电膏)，其作用为：增加导电性能；填补 接线桩头制造过程中表面不能避免的细小纹路， 减少氧化面。 电力脂(导电膏)在隔离开关长期运行时会被 电化腐蚀，出现变色，效果降低；动、静触头接触处 的防冻油在隔离开关长期运行时会出现少许的凝 固(隔离开关分闸时在动、静触头表面分别会出现 一条清晰的线，就是凝固的防冻油)。在检修时就 要对其进行清化工作。为保证设备的健康状况， 运行人员重点要注意施工人员所用的清化工具和 清化剂。 1)清化剂一般采用无铅汽油(无铅汽油与一 般汽油相比气味中没有柴油味，能清楚分辨)，对 于重要设备的接线桩头表面清化会采用无水酒精 或丙酮，但要避免使用除锈剂。实践表明，除锈剂 与其他清化剂相比，去除氧化较容易，但对设备有 极强的腐蚀性，用了除锈剂的金属在空气中腐蚀 的速度会加快，对接线桩头接触面及动、静触头表 面损伤较大。 2)清化工具一般采用特殊处理过的抹布。 此类抹布不易抽丝，在清化过的设备表面不会留 下细丝给设备安全运行带来隐患，但不宜采用百 洁布(会损伤镀银层)，更不允许采用砂纸。如遇 到旧设备在长期运行下留有较厚氧化层时，运行 人员要做好监督，检修人员用砂纸磨去氧化层后， 督促其再用金枪砂纸抛光，还要增厚电力脂(防冻 油)的涂层来保证设备在一段时间内的正常运行。 但此类隔离开关要做好记录，在负荷高峰时进行 测温工作。 22接触电阻数据的作用 检验隔离开关各接触面是否有效连接、能否 可靠通电的最佳方法是比对隔离开关接触电阻的 数值是否在合格范围内。接触电阻测量就是当隔 离开关在合闸状态时，在隔离开关两端的接线桩 头外侧用仪器对隔离开关通以电压及电流，测算 出来的数值是隔离开关两端引线接触面及动、静 触头的接触电阻。测算出来的接触电阻来比对正 常的接触电阻可以反映出接头及触头表面是否清 洁，接触是否紧密等。 运行人员在验收时，需要仔细对比施工人员 给出的接触电阻与正常接触电阻值，并应该以抽 查的方式要求检修人员对任一组隔离开关作接触 (下转第48页) 48 黄辉：倒母线问题分析 在双母线接线中，自动切换功能，但在实际运用中采用手动方式。 需要倒母线时，先将母联开关合上，再进行任一出 线单元的翻排操作。手动投入“内联”压板，或有 任一出线单元的正副母闸刀同时投入时，母差保 护随即由“正常”方式自动进入“破坏”方式。此 时，副母差的执行元件被退出，将正副母线上所有 出线单元，包括母联开关的差动电流回路接于正 母差。在此方式下运行，如在原正副母差范围内 任一点发生故障，即跳开正副母线上的所有开关。 61 隔离开关副接点的可靠性问题 母差保护的可靠性是建立在差回路完好的基 础上，而自动切换式母差的灵活性又是靠闸刀副 接点实现，它要求：主触头与辅接点状态对应，即 “对应性”；主触头与辅接点动作时问相配合，即 “同步性”。也就是说，合闸刀时辅接点略先于主 触头闭合，拉闸刀时辅接点略后于主触头打开。 对于“同步性”要求，理论上是严密的，但实际做不 到。因为在实际合闸时，主触头断口的电气击穿 距离和分闸时绝缘恢复距离都难以掌握，而且三 相也不可能做到绝对同期，所以说，“同步性”无法 ， ， ， ? 1 I (上接第40页) 电阻测量，从而确定接触电阻测量方法是否正确、 有效，保证隔离开关在投运或复役后运行的安全、 可靠。 3绝缘子裂纹 绝缘子是隔离开关的重要组成部分，其作用是 将导电部分与底座固定在安全距离处。在设备投 运或复役前，绝缘子表面有无污垢、破裂及机械损 伤，是可以直观地观察出来的。但在运行时，绝缘 子裂纹的形成除了上述转动部件不灵活会产生应 力的原因外，还有隔离开关连接引线的拉力原因。 隔离开关的连接引线短，对隔离开关的绝缘子有一 种斜向拉力；而隔离开关的连接引线太长，隔离开 关在操作时引线会荡来荡去，对绝缘子也有一种斜 向拉力。这两种拉力都会对绝缘子造成伤害。 在安装后不仅要对隔离开关进行验收，还要 为其创造良好的工作环境，就是要检查引线的宽 紧度：当发现隔离开关的引线太短时，要求安装人 满足要求，也缺乏必要的调节手段。 62 自动与手动内联问题 对于以上状况，保护装置必须采取措施，将自 动“内联”改为手动“内联”。因为在倒母线时，如 切换时间不配合，此时又发生外部故障，母差可能 误动作，尽管概率很小，也是不允许的。为此，加 装了手动“内联”压板，在倒母线前先接通，倒母线 后断开。这样处理的优点是：在时间不配合的时 段内发生外部故障，母差不会误动作；缺点是：内 部故障非选择性时间增加。后者概率总比前者 小，因此认为是可取的。由于“不联回路”和“内联 回路”均动作于短接母联两者均应闭锁母 联合闸回路。 63非自动与内联的匹配问题 倒母线时必须按以下操作顺序：第一步。用上 手动“内联”压板；第二步，母联改非自动；第三步， 合上低压并列开关。如果第一步和第二步顺序颠 倒，那么在此时间段内的母线故障，母差将分二次 切除故障(相差一个不联时间)，对设备造成严重 损害。同理，倒母线结束，这三步操作顺序相反。 收稿日期：2013 11 18 作者简介：黄 辉(1965)，男，助理工程师，大专，从事变 电运行工作。 (责任编辑：杜建军) 员在隔离开关接线桩头上加装铜(铝)板来加长连 接线从而减少其对绝缘子的拉力；当发现隔离开关 的引线太长时，剪短连接线从而减少其操作时引起 的摆荡从而引起对绝缘子的拉力。这样可以避免 一些隔离开关操作或运行时对绝缘子损伤的可能。 4结语 关注隔离开关的施工细节，能