高压隔离开关

高压隔离开关故障及检修 1 目录 1 高压隔离开关作用及结构 2 1 1 隔离开关作用 2 1 2 导电部分 2 1 3 绝缘部分 2 1 4 传动部分 3 1 5 底座部分 3 1 6 相间距 3 2 高压隔离开关技术性能 4 2 1 隔离开关的技术数据 4 2 2 高压隔离开关安装 4 2 3 高压隔离开关操作与运行 5 2 4 高压隔离开关检修 5 3 隔离开关用途 7 3 1 隔离电流 7 3 2 主要功能 7 3 3 主要作用 7 4 高压隔离开关性能参数及作用 9 4 1 高压隔离开关性能参数 9 4 2 高压隔离开关类型及结构 10 5 高压隔离开关的检修 13 5 1 高压隔离开关检修内容 13 5 2 瓷瓶有外伤 硬伤 污垢 烧伤痕迹 爆炸痕迹 14 5 3 隔离开关不能合闸 14 5 4 隔离开关不能分闸 14 6 高压隔离开关调试的基本要求 15 总结 16 致谢 17 参考文献 18 高压隔离开关故障及检修 2 1 高压隔离开关作用及结构 1 1 隔离开关作用 隔离开关是具有可靠断口的开关 而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠 的 可用于通断有电压而无负载的线路 还允许接通或断开空载的短线路 电压互感 器及有限容量的空载变压器 1 隔离开关主要用来将配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离 以保 证检修工作的安全 2 触头全部敞露在空气中 具有明显的断开点 隔离开关没有灭弧装置 因此不 能用来切断负荷电流或短路电流 否则在高压作用下 断开点将产生强烈电弧 并很 难自行熄灭 甚至可能造成飞弧 相对地或相间短路 烧损设备 危及人身安全 这就是所谓 带负荷拉隔离开关 的严重事故 3 隔离开关还可以用来进行某些的切换操作 以改变系统的运行方式 例如 在 双母线电路中 可以用隔离开关将运行中的电路从一条母线切换到另一条母线上 同 时 也可以用来操作一些小电流的电路 如励磁电流不超过 2A 的空载变压器 电容电 流不超过 5A 的空载线路等 有的隔离开关带有高压传感器 可接带电显示器 按安装地点不同分为 屋内式和屋外式 按绝缘支柱数目分为 单柱式 双柱式 和三柱式 各电压等级都有可选设备 1 2 导电部分 由一条弯成直角的铜板构成静触头 其有孔的一端可通过螺钉与母线相连接 另 一端较短 合闸时它与动刀片 动触头 相接触 两条铜板组成接触条 又称为动触头 可绕轴转动一定角度 合闸时它夹持住静 触头 两条铜板之间有夹紧弹簧用以调节动静触头间接触压力 同时两条铜板 在流 过相同方向的电流时 它们之间产生相互吸引的电动势 这就增大了接触压力 提高 了运行可靠性 在接触条两端安装有镀锌钢片叫磁锁 它保证在流过短路故障电流时 磁锁磁化后产生的相互吸引的力量 加强触头的接触压力 从而提高了隔离开关的动 热稳定性 1 3 绝缘部分 隔离开关的绝缘主要有两种 一是对地绝缘 而是断口绝缘 对地绝缘一般是由 支柱绝缘子和操作绝缘子构成 它们通常采用实心棒形瓷质绝缘子 有的采用环氧树 脂等作绝缘材料 断口绝缘是具有明显可见的间隙断口 绝缘必须稳定可靠 通常以 空气为绝缘介质 断口绝缘水平应较对地绝缘高 10 15 以保证断口处不发生闪络或 击穿 高压隔离开关故障及检修 3 动静触头分别固定在两套支持瓷瓶上 对型号中带 C 的 动触头固定在套管瓷瓶 上 为了使动触头与金属的 接地的传动部分绝缘 采用了瓷质绝缘的拉杆绝缘子 1 4 传动部分 有主轴 拐臂 拉杆绝缘子等 1 5 底座部分 由钢架组成 支持瓷瓶或套管瓷瓶以及传动主轴都固定在底座上 底座应接地 总之 隔离开关结构简单 无灭弧装置 处于断开位置时有明显的断开点 其分合状 态很直观 1 6 相间距 指主刀闸的刀闸片之间的距离 因是控制相线的 所以之间的距离叫相间距 断口距离 指开关断开时闸刀刀口与相应接触片间的距离 对地绝缘距离 指开关与地面的最小距离 极间距 指刀闸开关上接线点之间的距离 为什么高压隔离开关要规定这些参数呢 因为高压电在相距较近时能击穿空气 使空气电离产生放电 从而产生短路 不 知道你注意了没有 前面的那些参数名称大多与距离有关 只有在电压无法击穿的距 离情况下 才能起到开关作用 对地绝缘距离主要是限制开关对地放电或对人放电 以免造成事故 高压隔离开关故障及检修 4 2 高压隔离开关技术性能 2 1 隔离开关的技术数据 额定电压 额定电流 动稳定电流 热稳定电流 隔离开关没有灭弧装置 因此 没有开断电流数据 GB1985 2004 高压交流隔离开关和接地开关 规定了户内交流高压交流隔离开关 相应参数及要求 1 额定电压 隔离开关长期工作的标准电压 额定电压取设备的最高电压 按 GB T11022 1999 的规定额定电压值为 3 6 7 2 12 24 40 5kV 额定电压的大小影响隔离开关的外形尺寸和绝缘水平 额定电压越高要求绝缘强 度越高 外形尺寸越大 相间距离亦越大 选择隔离开关时 额定电压是首先应满足 的条件之一 2 额定电流 是指在额定频率下长期通过隔离开关且使隔离开关无损伤 各部分发 热不超过长期工作的最高允许发热温度的电流 隔离开关的额定电流从 R10 系列中选 取 3 额定短时耐受电流 通常称热稳定电流 在规定的使用和性能条件下 在规定 的短时间内 隔离开关在合闸位置 能够承受的短时热电流有效值 4 额定峰值耐受电流 通常称动稳定电流 在规定的使用和性能条件下 隔离开关在合闸位置所能经受的电流峰值 5 额定短路持续时间 0 5s 1s 2s 3s 4s 标准值为 2s 大于 2s 时通常取 4s 由于 GB T11022 1999 对隔离断口规定了比相对地绝缘更高的耐受试验水平 通常 隔 离开关的隔离间隙要比相对地的绝缘距离长 较大容量的隔离开关 每一极上都是两片刀片 动触头 这样由于电磁力的作用 动触头与静触头之间接触紧密 接触电阻减小 在正常以及故障电流下均不会发生触 头脱位及熔焊现象 2 2 高压隔离开关安装 户外型的隔离开关 露天安装时应水平安装 使带有瓷裙的支持瓷瓶确实能起到 防雨作用 户内型隔离开关 在垂直安装时 静触头在上方 带有套管地可以倾斜一 定角度安装 一般情况下 静触头接电源 动触头接负荷 但安装在受电柜里的隔离 开关 采用电缆进线时 则电源在动触头侧 这种接法俗称 倒进火 隔离开关两 高压隔离开关故障及检修 5 侧与母线及电缆地连接应牢固 遇有铜 铝导体接触时 应采用铜铝过渡接头 以防 电化腐蚀 隔离开关的动静触头应对准 否则合闸时就会出现旁击现象 使合闸后动静触头 接触面压力不均匀 造成接触不良 隔离开关的操作机构 传动机械应调整好 使分合闸操作能正常进行 没有抗 劲现象 还要满足三相同期的要求 即分合闸时三相动触头同时动作 不同期的偏 差应小于 3MM 此外 处于合闸位置时 动触头要有足够的切入深度 以保证接触 面积符合要求 但又不允许合过头 要求动触头距静触头底座有3 至 5MM 的空隙 否则合闸过猛时将敲碎静触头的支持瓷瓶 处于拉开位置时 动静触头间要有足够 的拉开距离 以便有效地隔离带电部分 这个距离应不小于160MM 或者动触头 与静触头之间拉开角度不应小于 65 度 2 3 高压隔离开关操作与运行 隔离开关都配有手力操动机构 一般采用CS6 1 型 操作时要先拔出定位销 分合闸动作要果断 迅速 终了时注意不可用力过猛 操作完毕一定要用定位销销 住 并目测其动触头位置是否符合要求 用绝缘杆操作单极隔离开关时 合闸应先合两边相 后合中相 分闸时 顺序 与此相反 必须强调 不管合闸还是分闸的操作 都应在不带负荷或负荷在隔离开关允许 的操作范围之内时才能进行 为此 操作隔离开关之前 必须先检查与之串联的断 路器 应确实处于断开位置 如隔离开关带的负荷是规定容量范围内的变压器 则 必须先停掉变压器的全部低压负荷 令其空载之后再拉开该隔离开关 送电时 先 检查变压器低压侧主开关确在断开位置 方可合隔离开关 如果发生了带负荷分或合隔离开关的误操作 则应冷静地避免可能发生地另一 种反方向的误操作 就是 已发现带负荷误合闸后 不得再立即拉开 当发现带负 荷分闸时 若已拉开 不得再合 若拉开一点 发觉有火花产生时 可立即合上 对运行中的隔离开关应进行巡视 在有人值班的配电所中应每班一次 在无人 值班的配电所中 每周至少一次 日常巡视的内容 主要是观察有关的电流表 其运行电流应在正常范围内 其 次根据隔离开关的结构 检查其导电部分接触良好 无过热变色 绝缘部分应完好 以及无闪络放电痕迹 再就是传动部分应无异常 无扭曲变形 销轴脱落等 高压隔离开关故障及检修 6 2 4 高压隔离开关检修 隔离开关连接板的连接点过热变色 说明接触不良 接触电阻大 检修时应打开 连接点 将接触面锉平再用砂纸打光 但开关连接板上镀的锌不要去除 然后将螺 钉拧紧 并要用弹簧垫片防松 动触头存在旁击现象 可旋转固定触头的螺钉 或稍微移动支持绝缘子的位置 以消除旁击 三相不同期时 则可通过调整拉杆绝缘子两端的螺钉 借以改变其有效长度来克 服 触头间的接触压力可通过调整夹紧弹簧来实现 而夹紧的程度可用塞尺来检查 触头间一般可涂凡士林以减少摩擦阻力 延长使用寿命 还可防止触头氧化 隔离开关处于断开位置时 触头间拉开的角度或拉开距离不符合规定时 应通过拉 杆绝缘子来调整 高压隔离开关故障及检修 7 3 隔离开关用途 3 1 隔离电流 1 隔离开关实现电气隔离 隔离电源 有明显可见的足够大的断开点 确保运行 和检修的安全 2 隔离开关没有灭弧室 所以不能用来直接接通 切断负荷电流和短路电流 运行证明 可以用来开闭电压互感器 避雷器 母线和直接与母线相连设备的电容 电流 开闭阻抗很低的并联电路的转移电流 也可开闭励磁电流不超过 2A 的变压器空 载电流和电容电流不超过 5A 有压无载 其主要用途是保证电路中的检修部分与带电体之间的隔离以及用隔离开关进行电 路的切换工作或关合空载电路 隔离开关拉闸前 必须在断路器切断电路之后才能进行再拉隔离开关 合闸前 先合隔离开关再用断路器接通电路 3 2 主要功能 1 在分闸时 高压隔离开关是明显显示出电路的断开 并保证触头间的开距符 合电气距离 2 在合闸时 高压隔离开关能承载正常的工作额定电流及在规定时间内的短路 故障电流 3 3 主要作用 1 隔离电源 在电气设备停电或检修时 用隔离开关将需停电设备与电流隔离 形成明显可见的断开点 以保证工作人员和设备安全 2 倒闸操作 改变运行方式 将运用中的电气设备进行三种形式状态 运行 备用 检修 下的改变 将电气设备由一种工作状态改变成另一种工作状态 3 拉合无电流或小电流电路的设备 高压隔离开关故障及检修 8 高压隔离开关虽然没有特殊灭弧装置 但触头间的拉合速度及开距应具备小电流 和拉长拉细电弧灭弧能力 对以下电路具备拉合 1 拉 合电压互感器与避雷器回路 2 拉 合空母线和直接与母线相连接设备的电容电流 3 拉 合励磁电流小于 2A 的空载变压器 一般电压为 35kV 容量为 1000KVA 及以下变压器 电压为 110kV 容量为 3200KVA 及以下变压器 4 拉 合电容电流不超过 5A 的空载线路 一般电压为 10kV 长度为 5km 及以 下的架空线路 电压为 35kV 长度为 10km 及以下的架空路线 隔离开关的类型 可根据装设地点 户内和户外 电压等级 低压 高压 极数 单极和三级 和构造 绝缘支柱数目 单柱式 双柱式 三柱式 有无接地 操动机构 手动式 电动式 气动式 液压式 高压隔离开关故障及检修 9 4 高压隔离开关性能参数及作用 4 1 高压隔离开关性能参数 一 主要性能参数 1 额定电压 kV 是指隔离开关最高工作电压 是线电压 也表示其承受绝缘支撑强度 2 额定电流 A 是指隔离开关在 40 时最大工作承载电流 3 额定短路时耐受电流 热稳定 kA S 是指隔离开关触头在流过短路电流 而所在 3 4 秒内所抗拒短路这一电流造成的 热熔焊而不损坏的能力 4 额定峰值耐受电流 动稳定 kA 是指隔离开关在承受短路时 短路电流所造成的斥动力而不发生损坏的能力 5 回路接触电阻 是指隔离开关导电回路中各电接触形式下的导电性能 是检验及设计 制造工艺 装配的技术能力 在高压电器 包括隔离开关 断路器等 中 能够影响回路接触电阻或对导电性 能有所制约的因素有以下几方面 1 材质因素 各种材质均有不同的导电电阻率 电阻率愈低愈有利于导电 反 之 则不利于导电 常用于高压电器导电材料有 电阻率 10 6 m 银 0 016 铝 0 029 铜 0 017 锡 0 113 镍 0 053 镍铜合金 0 06 镍 银合金 0 037 等 2 电接触形式 这是高压电器导流回路各部位的接触形式 可分为 点接触 线接触 面接触三种形式 三种形式下所产生的接触电阻是不 同的 一般来说 点接触面即点最小 少 收缩电阻最大 则接触电阻大 面接触 高压隔离开关故障及检修 10 即点最大 多 收缩电阻最小 则接触电阻小 线接触面即点适中 故接触电阻在 两者之间 3 接触电压力 各接触形成下的压力大小直接将改变点 线 面接触电阻效果 有试验表明 如表 1 三种形式铜触头接触电阻 RC 与压力 F 的关系 接触形式 F 10NF 1000N 点接触 230 23 线接触 330 15 面接触 1900 1 这说明一定的压力将改变一定形式下电接触的接触电阻 也就是说 电接触形式 的采用 应结合压强能否配置到位 否则单一的加大接触面或强调电接触某种形式是 不够的 4 接触面 表面 的工艺情况 各电接触形式下的导流接触面我们称之为工作 面 这一工作面表面加工 工艺 精与粗 也有着相关制约接触电阻大小的因素 有 试验表明如表 2 不同加工精度下的接触电阻与压力关系 加工方式 F 10NF 1000N 机加工 粗 430 4 机加工 精 340 3 研精加工 1900 1 研精加工 加涂油 2800 6 这说明单纯的过细 精加工对降低接触电阻并不有利 要结合压力压强的配置进 行参考 以上四个因素是对高压电器电接触形式下解决接触回路电阻技术的工艺行动指南 是检修技术得以提高和科学发展的理论指导 二 4 2 高压隔离开关类型及结构 一 隔离开关类型 可分为户内和户外两大形式 一 户内隔离开关 通常是 35kV 及以下的电压等级 三相一体装 采用上下 垂直 回转 以 GN 系列为主要代表 见图 GN2 其结构由基架 动静触头 绝缘支柱 及拉杆绝缘子 转动拉杆及转轴杆组成 高压隔离开关故障及检修 11 基架 联结 装配开关的诸多元件 使之与高压柜体固定 动静触头 是电器导流部分 动触头为调制刀闸式 合闸将静触头夹在两片刀闸 中间 在大电流通过时 两片刀闸之间产生附加电动力 使之动静触头之间压力增大 从而提高隔离开关动稳定和热稳定性能 刀片间靠弹簧压缩实现压强 绝缘支柱及拉杆绝缘子 每相动静触头分别装在其配置下的绝缘瓷瓶柱上 动触 头上下垂直运动靠绝缘拉杆进行回转运动以完成分合闸 其绝缘柱及绝缘子起到对地 绝缘支撑作用 转动杆及转动轴 转动杆承接隔离开关传动机构拉杆 实现拉合回转并带动转动 轴 转动轴将三相动触头拉杆进行合分闸 二 户外型隔离开关是以 35kV 及以上电压等级 三相可实现单极独立安装 单 相或三相同步操作形式 其合分闸运动形式可分为 水平旋转 上下垂直伸缩加回转 等 这类隔离开关主要有 GW 系列 见图 GW4 GW6 GW4 隔离开关是水平旋转型 它由基架 绝缘支柱 瓶 导电部分 触头触指 导电杆基座 软连接 线夹 主传动轴及传动杆 地刀传动轴及传动杆 地刀杆及 静触头 机械联动闭锁装置等组成 高压隔离开关故障及检修 12 GW6隔离开关是上下垂直伸缩加回转型 由基架 底架 动杆触头 绝缘单支柱 和回转拉合传动支柱 导电部分 伸缩导电动杆及触头 上部静触头 主刀传动连 杆及传动臂 地刀传动杆及传动臂 接地刀及机械联锁装配等 1 基架 将 GW 隔离开关三相单极的绝缘支撑 导流部分及传动杆件予以装配 连接 固定于相对整体 使之完成同步性操作 2 绝缘部分 GW4 的绝缘柱采用双柱支撑导电回路对开式回转 GW6 采用单柱支 撑导电回路 而导电回路部分的分合垂直伸缩运动靠转动回转绝缘支柱进行能量输出 通过回转绝缘支柱上部的连接传动臂及拉杆传动导电杆伸缩变形运动的传动齿条进行 上下齿合运动以完成分合闸过程 3 导流部分 GW4 采用一对动杆及触头通过触头杆固定架 接线座 及过渡滑 动触头或软联接的电接触形式 组成导电回路 GW6 采用上下伸缩动杆触头与上部的 静触头及伸缩回转过渡软联接的电接触形式组成的导电回路 4 主地刀传动部分 主刀分合是通过机构输出轴联动拉杆拐臂使传动杆带动支柱 进行旋转 使隔离开关进行对开回转式上下垂直或回转运动 接地刀通过机构拐臂将 输出轴与传动杆联动 使之地刀动杆上下回转式垂直运动 5 主地刀机械联动闭锁 这是 GW4 GW6 隔离开关对主地刀在各自工作状态下 通过相互关联机械装配实现的闭锁 即主刀在合闸状态 地刀机械闭锁不能拉合 反 之 地刀在合闸状态 主刀机械闭锁不能拉合 主刀及接地刀在各自工作状态下有独 立自锁功能 一般联动闭锁是通机联动装配 如一对扇形板或凹凸块来进行工作限制 自锁功能靠轴孔插销式及合分闸限位器进行强制闭锁 GW 系列隔离开关都具备单 双 接地工作条件 高压隔离开关故障及检修 13 5 高压隔离开关的检修 5 1 高压隔离开关检修内容 一 解体性检修 这是大修形式 在大修中是对设备全方位 各部件的检查 检修 对易损件进行更换或工艺修复 如导电部分的触头触指 弹簧进行标准检修 有烧蚀情况或较重的均应更换 对转动部分的轴承进行解体清洗 测量 调试 以保 证其运动灵活 对限位 闭锁装置进行检查检测 失去功能作用的部件要更换 对机 构内部变速装置进行清扫 检查 对各连接传动杆件 轴销孔的配置进行清理 打磨 注油 对基架强度 传承焊接的强度进行检查 对绝缘瓶 柱 进行表面清扫 检查 及绝缘瓶上下金属烧结处防断裂检查等 以上重点性检修过程应按照各设备技术工艺 导则或出厂规程技术要求执行 力求检修后的设备恢复原技术功能水平 二 一般性检修 这是常规小修或临修的形式 通常在设备检修中坚持动态 管理 坚持应修必修 修必修好的原则 对设备存在的缺陷故障安排针对性检修 在 这一检修过程中除了对故障部分进行恢复性检修外 还应在一定范围内做一般性的维 护检修 如 绝缘支柱及基架强度检查 清扫 对导电回路中触头 触指 弹簧进行 工艺性检测及检修 对传动杆件销 轴 孔进行清洁 注油 对机构传动 转动装配 及机械联锁 限位 闭锁功能检查 对三相同期性 开距 分合到位的配合 导电回 路电阻测量及调整 对引线装配 固定及电气连接要求做检查测量等 三 抢修及维护 1 抢修 这是隔离开关发生重大故障迫使停运的一种检修 在这一检修过程中 重点是对缺陷故障进行恢复性的检修 通过换备品配件或是进行标准技术的工艺处理 使设备基本具备运行条件并恢复运行 在这一检修中可以用替代性的材料 备件及符 合安全运行的工艺手段进行抢修恢复 在下一检修周期内再做完善性恢复 如引线断 裂的并接或续接 拉杆断裂焊接等 2 维护 隔离开关除检修外 还应进行一般性的维护 以巩固其设备健康水平 这些维护内容包括 逢停必扫 的检查 配合停电做设备传动动作检查 对转动轴 销适当进行注油增加润滑 有安措条件下可进行触头部位的清洁 加注润滑油脂及 装配工艺检查 对接地刀与主刀联锁功能检测 日常巡检应对导流电接触部位进行温 度测量 如试温片剂融化情况 导流面外观颜色判断 定期红外线测温 等 四 常见故障及处理 刀口发热 原因分析 机构部分故障造成操作不到 位 刀闸合不严 处理方法 当负荷不大时操 作杆使用较方便之处可用操作杆 相当电压等 级 将刀闸调整合严 修理机构 负荷上升 高压隔离开关故障及检修 14 较快 超过设备允许值 处理方法 立即设法减少负荷 如通知用户限负荷或拉开部 分分支线路 在采取措施前尚应加强监视 倒换母线 转移负荷 使刀闸退出运行 临时接短接线 接续线 单母线接线时 应减少负荷并加强监视 如条件许可应尽 可能停止使用 触头部分烧伤 锈蚀 磨损使接触不良 运行中触头触指 弹簧锈 蚀 过热 弹力减小 压紧弹簧或螺丝松弛 刀口合不严 触头触指表面氧化 接触 电阻增大 处理方法 修理触头触指或更换 5 2 瓷瓶有外伤 硬伤 污垢 烧伤痕迹 爆炸痕迹 原因分析 瓷瓶本身有外伤 硬伤等缺陷 加之污垢严重或雷电 操作产生过电 压使瓷瓶发生闪络放电 严重时产生相间短路 使瓷瓶爆炸 断路器分闸 处理方法 不严重的放电痕迹 表面龟裂 掉釉等 可暂不处理 瓷瓶外伤严重 对地击穿 瓷瓶爆炸等 应立即采取检修更换 5 3 隔离开关不能合闸 原因分析 轴销 键块脱落 铸铁断裂等机械故障 处理方法 根据故障原因针对性检修处理 5 4 隔离开关不能分闸 原因分析 机构操作连接部分锈死 接触部分引过热熔焊等 处理方法 根据故障原因针对性检修处理 高压隔离开关故障及检修 15 6 高压隔离开关调试的基本要求 隔离开关经检修或安装后须满足以下基本的技术条件 以确保其设备的可靠使用 1 三相刀闸相间距离要对称相等 且符合电气安全距离 2 三相刀闸分合动作要协调一致 同步性误差即三相不同期要符合工艺技术标准 参照相关技术规程 3 三相开距应符合电气安全距离及该型号设备的技术要求 参照相关技术规程 4 主刀 地刀合位 分位限位调整 这一限位要满足其设备工作状态需要 5 导电回路中各电接触工艺要满足技术参数 如 触头扣合深度 扣合平行度 同心度 上下对称误差度 刀闸口处触头压强度均应符合各型号产品的技术标准 6 主刀与接地刀相互闭锁联动要切实可靠 通过调整达到 主刀在合位时有自 锁功能 即不易开锁 误分 具备对接地装配传动部件有闭锁制约 通常用机械板 杆等进行限位 使其不能产生误合接地刀 在接地刀在合位时也有自锁功能 具备 对主刀传动部件有闭锁制约 使