关于隔离开关发热故障的分析

关于隔离开关发热故障的分析

徐卓凌

（江苏省电力公司检修分公司无锡分部江苏无锡214121）

摘要：随着社会的发展，各行各业对供电的要求越来越高，这对隔离开关设备的工况也提出了更高要求。因此，这对我们的日常检修维护水平也提出了更高要求，我们只有全面了解和熟悉设备结构特点，对运行中存在的问题进行全面的分析和总结，找准对策，才能快速、高效地消除缺陷和隐患，确保设备和电网的安全可靠运行。

关键词：隔离开关；发热故障；分析

隔离开关是变电站内除断路器外最常见的设备，在正常运行时起主要的通流作用，性能上要求可以长时间通过额定电流及短时间内承受故障短路电流。因此，对隔离开关而言，导电回路的回路电阻值是关键指标之一，若回路电阻值没有控制在合格标准范围内，隔离开关在运行中极易发生发热故障，严重时甚至会烧毁。本文介绍的隔离开关发热故障属非导电接触面发热，这在正常运行中极为少见，值得深入研究。

1故障情况

某日，某变电站运维人员在对站内运行设备进行红外测温工作时发现某间隔GW-16型隔离开关C相存在发热情况，最高发热温度达120℃。对照故障隔离开关红外成像图和故障隔离开关本身，发现最高发热点为固定下导电臂内部平衡弹簧压圈的四个小螺栓处，属于非导电接触面。该缺陷情况在目前运行的隔离开关中极为少见。为了分析故障原因，需要进行回路电阻值测试及解体检查。

2测试检查

在现场对故障间隔的三相隔离开关进行回路电阻值测试，测试结果如表1所示。由测试结果可以看出，C相回路电阻值明显严重超标，可判断主导电回路有部分出现接触不良情况。为确定主导电回路中接触不良的具体部位，再对故障隔离开关关键接触面分步进行接触电阻值测试，测试结果如表2所示。

由表2所示测试结果可判断接触不良的位置在上导电臂与下导电臂之间。该型号隔离开关上导电臂与下导电臂之间采用软连接，接触不良的位置可能发生在软连接部位。另一方面，红外测温图显示最高发热点并非导电接触面，因此必须对故障隔离开关进行解体检查。对故障隔离开关进行解体检查，首先拆除隔离开关上导电臂。解体检查发现上导电臂一切正常，无明显烧伤痕迹。在拆除上导电臂与下导电臂的软连接时，发现软连接与导电臂接触的部位已出现严重腐蚀。此处应是所测回路接触电阻值严重超标的主因。仔细检查软连接处发现，软连接材质为铜，与软连接相接触的面材质为铝，由于铝的金属性强于铜，两者接触时在雨水、杂质等的作用下会形成原电池，从而导致铝的接触面作为负极不断腐蚀，最终使接触面接触电阻值严重超标。拆除上导电臂与下导电臂的中间接头，发现中间接头内部的传动齿轮严重烧损，局部甚至出现碳化痕迹。接着拆除下导电臂进行检查，发现下导电臂内部操作杆与平衡弹簧也出现严重的烧伤现象。与此同时，下导电臂操作杆下方的橡胶滚轮已被烧毁。

3原因分析

从故障隔离开关解体情况看，上导电臂均正常，下导电臂内部的操作杆及平衡弹簧严重烧损，可见电流走向绕过了下导电臂，走下导电臂内部的操作杆及平衡弹簧，即电流流向由正常的触指、动触头座、上导电臂、连接叉、下导电臂变为触指、动触头座、上导电臂、连接叉、齿轮箱、齿条、操作杆、平衡弹簧，如图1所示。

图1GW-16型隔离开关剖面图

这样的情况与回路电阻值测试结果相符。回路电阻值测试中发现，上导电臂与下导电臂之间电阻值严重超标，即软连接处接触电阻值过大，软连接处相当于一个大电阻，并与下导电臂内部的操作杆形成并联回路。根据并联电路特点可知，由于软连接处接触电阻值过大，所以电流主要从下导电臂内部的操作杆上通过，进而引起发热。故障隔离开关的红外成像图显示最高发热点为固定下导电臂内部平衡弹簧压圈的四个小螺栓，而故障隔离开关解体过程中发现平衡弹簧也出现了严开关上导电臂。解体检查发现上导电臂一切正常，无明显烧伤痕迹。在拆除上导电臂与下导电臂的软连接时，发现软连接与导电臂接触的部位已出现严重的烧损现象，故可判断故障隔离开关的发热是电流流向下导电臂内部的操作杆及平衡弹簧所致，同时在下导电臂与平衡弹簧通过四个螺栓接触的部分形成了环流，从而使最高发热点出现在固定下导电臂平衡弹簧的四个螺栓处。

4建议

为防止类似故障再次发生，提出如下建议：

（1）隔离开关厂家针对两种金属性不同的金属间相接触的情况加装过渡片，以防止形成电化学腐蚀，针对本起故障中铜铝接触的情况，建议加装铜铝过渡片；

（2）隔离开关在安装时应确保各个接触面间接触良好，安装完成后应对整体进行回路电阻值测试，保证测试结果在合格范围内；

（3）变电站运行人员在日常巡视维护过程中应做好设备测温工作，对于温度增大明显的应尽快采取处理措施；

（4）变电检修人员在例行检修过程中应重点检查导流回路中各接触面间的接触电阻值。

参考文献：

[1]杨香泽.变电检修[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]徐灏.机械设计手册：第五卷[M].北京：机械工业出版社，1992.

[3]周士昌.工程流体力学[M].沈阳：机东北大学出版社，1995.