柳建平，張治國

（河南平高電氣股份有限公司，河南 平頂山 467001）

GW4型高壓隔離開關(guān)過熱問題分析及解決措施

柳建平，張治國

（河南平高電氣股份有限公司，河南 平頂山 467001）

高壓隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中使用量最大的高壓開關(guān)設(shè)備，通常是高壓斷路器使用數(shù)量的2～4倍。GW4型戶外交流隔離開關(guān)因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、縱向尺寸小、布置方便、操作輕便、運(yùn)行安全可靠、規(guī)格品種齊全、適用范圍廣等特點(diǎn)，被電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，具有十分重要的地位。但是，因?yàn)檫@種設(shè)備完全暴露在大氣環(huán)境中，受環(huán)境和氣候條件影響嚴(yán)重，隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，也暴露出一些缺點(diǎn)，其中導(dǎo)電回路過熱是主要問題之一。

1 過熱問題的早期診斷

要解決導(dǎo)電回路過熱的問題，就必須充分了解GW4型高壓隔離開關(guān)發(fā)生過熱的實(shí)際部位、各部位發(fā)熱的嚴(yán)重程度、過熱的發(fā)展變化趨勢(shì)等情況。

通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，GW4型隔離開關(guān)的過熱一般發(fā)生在觸頭、觸指、接線座等接觸部位。由于接觸聯(lián)接變壞的現(xiàn)象比較復(fù)雜，是不可計(jì)算、不可預(yù)測(cè)的，所以需要定期檢查和細(xì)心維護(hù)。通常在停電大修時(shí)，可通過測(cè)量導(dǎo)電回路電阻的辦法來評(píng)估其導(dǎo)電性能。平時(shí)運(yùn)行中可以在雨雪天氣和早晨巡視時(shí)，通過觀察各導(dǎo)電部位的雨水、積雪、霜露等情況進(jìn)行早期診斷，也可以根據(jù)變色漆的顏色變化或利用試溫蠟片測(cè)試。最可靠的方法是定期用紅外熱成像測(cè)溫儀來觀察回路的發(fā)熱情況。

據(jù)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有些部位發(fā)熱是由其自身缺陷引發(fā)的，或是由相鄰部位發(fā)熱傳導(dǎo)所致的。因此，在使用紅外熱成像測(cè)溫儀測(cè)溫時(shí)，應(yīng)將儀器功能設(shè)置在即時(shí)溫度位置，并對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物緩慢移動(dòng)，找出最高溫度點(diǎn)，然后進(jìn)行分析比較判斷，才能找出真正的發(fā)熱部位。

2 導(dǎo)電回路產(chǎn)生過熱的原因

隔離開關(guān)的導(dǎo)電回路過熱一般出現(xiàn)在接觸部位，產(chǎn)生過熱的根本原因是接觸不良。其直接原因是：沙塵、水泥粉末、雨雪、潮氣和污穢(煤煙、鹽堿空氣)等的侵襲，致使其接觸表面積灰、積垢和銹蝕；或者是在氧化和腐蝕性氣體的化學(xué)作用下使接觸表面生成化合物薄膜。這些都會(huì)導(dǎo)致接觸表面電阻增大，溫升過高。GW4型隔離開關(guān)的過熱部位主要出現(xiàn)在以下幾個(gè)地方。

2.1 觸頭與觸指接觸處及觸指過熱

GW4型觸頭結(jié)構(gòu)如圖1所示。正常情況下，觸指與觸頭、觸指座的4個(gè)接觸點(diǎn)，實(shí)際形成一個(gè)電橋電路。當(dāng)合閘不到位或合閘過度造成觸指末端接觸不良時(shí)，電橋平衡被破壞，電流被迫從內(nèi)置彈簧中流過。流過電流的大小與接觸不良的程度相關(guān)。當(dāng)彈簧長(zhǎng)時(shí)間流過較大電流后，將使其退火，彈性減弱，降低接觸壓力，使接觸電阻增大，接觸不良情況進(jìn)一步惡化，觸頭發(fā)熱越加嚴(yán)重。此外，觸頭彈簧長(zhǎng)期工作產(chǎn)生疲勞變形，甚至由于銹蝕失去彈性，也是造成接觸不良的原因之一。

2.2 接線座過熱

隔離開關(guān)接線座過熱是一種比較復(fù)雜的過熱現(xiàn)象，其發(fā)熱的隱蔽性、嚴(yán)重性正逐漸引起設(shè)計(jì)者和運(yùn)行人員的重視。接線座發(fā)熱有以下幾種情況：

(1) 鋁質(zhì)接線座和銅導(dǎo)電帶、銅導(dǎo)電桿接觸處理不當(dāng)產(chǎn)生電化腐蝕，這些腐蝕物皮膜使接觸電阻增大，造成聯(lián)接處過熱，并且由此產(chǎn)生惡性循環(huán)。隨著溫度升高，氧化反應(yīng)加快，腐蝕產(chǎn)物皮膜加厚，接觸電阻越來越大，過熱情況越來越嚴(yán)重。

(2) 因?qū)щ妿аb反，使其旋轉(zhuǎn)方向與隔離開關(guān)操作轉(zhuǎn)動(dòng)反向，或者因其他部位發(fā)熱造成銅導(dǎo)電帶過熱失去彈性，或者因受腐蝕性氣體長(zhǎng)期侵蝕導(dǎo)電帶失去彈性，從而在長(zhǎng)期操作中使銅導(dǎo)電帶斷股，導(dǎo)致實(shí)際導(dǎo)電能力下降，引發(fā)過熱。

3 解決導(dǎo)電回路過熱的措施

3.1 接觸連接設(shè)計(jì)、制造上應(yīng)注意的問題

(1) 由于銅、銅鍍銀及銅鍍錫與鋅組成的接觸偶受潮后將引起接觸腐蝕，為此，固定導(dǎo)電元件(如接線板、導(dǎo)電帶、導(dǎo)電桿、觸指、觸頭、接線座等)的緊固件應(yīng)避免采用鍍鋅件，而采用不銹鋼或黃銅件，以防止發(fā)生接觸腐蝕。

(2) 因鋁與銅直接連接會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電化接觸腐蝕，所以近些年鋁—銅接觸工藝問題受到越來越廣泛的關(guān)注。隨著鍍銀工藝水平的提高，鋁表面鍍銀的技術(shù)已經(jīng)成熟，因此可以采用銅、鋁表面分別鍍銀的方法來解決鋁銅接觸產(chǎn)生的問題。

3.2 科學(xué)合理地安排安裝、檢修施工

(1) 在裝配接觸連接之前，要用干凈抹布拭去接觸面上的灰塵及臟物。為防止空氣中的潮氣進(jìn)入連接處而使接觸面發(fā)生氧化，通常要在接觸面上涂上一薄層白色凡士林或?qū)щ姼啵缓笥寐菟ü潭▔壕o，再用浸過汽油的干凈抹布擦去從縫隙內(nèi)擠出來的油膏，最后用漆或防水膠封蓋其周邊縫隙，以防止發(fā)熱時(shí)油膏流出或雨水潮氣滲入，從而保持接觸面干燥清潔不被氧化，使接觸電阻穩(wěn)定。尤其是鋁—鋁、鋁—銅的結(jié)合面，涂封更為必要。

(2) 對(duì)投運(yùn)后的隔離開關(guān)進(jìn)行檢修，應(yīng)采用解體檢修的方式，并嚴(yán)禁使用有缺陷的劣質(zhì)線夾、螺栓等零部件。對(duì)過熱頻率較高的母線側(cè)隔離開關(guān)，要保證檢修到位和檢修質(zhì)量。對(duì)接線座部位，要重點(diǎn)檢查導(dǎo)電帶兩端的連接情況，保證兩端面清潔、平整，涂抹導(dǎo)電脂、壓接緊密；對(duì)觸頭部位，要保證觸頭的光潔度，并涂抹白色凡士林，檢查觸頭的燒傷情況，必要時(shí)要更換觸頭、觸指，觸指座要打磨干凈，更換有過熱、銹蝕現(xiàn)象的彈簧；要保證三相分合閘同期，觸頭的插入深度符合要求，兩側(cè)觸指壓力均勻。為檢驗(yàn)檢修質(zhì)量，還應(yīng)測(cè)量回路電阻，保證各接觸面接觸良好。

3.3 做好過熱缺陷的早期診斷工作

在隔離開關(guān)的接線座、觸頭等部位貼試溫蠟片或涂變色漆，使運(yùn)行人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)過熱缺陷。最好能定期或不定期地開展紅外線測(cè)溫工作，以便更準(zhǔn)確地掌握設(shè)備即時(shí)溫度、溫升等運(yùn)行狀況。

4 結(jié)束語

做好以上各種防范措施可在很大程度上解決GW4型隔離開關(guān)主回路過熱問題，但是因GW4型隔離開關(guān)本身設(shè)計(jì)和采用材料等存在一定缺陷，有些過熱問題很難從根本上解決，特別是在潮濕地區(qū)和風(fēng)沙較大的地區(qū)。目前GW4型隔離開關(guān)正逐步被新型的GW4G型隔離開關(guān)替代。GW4G型隔離開關(guān)采用自立式觸指，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較完善，可大大減少主回路過熱問題。

2009-10-14)