关于一起10kV柜内隔离开关触头温度异常偏高问题的原因分析与处理

关于一起10kV柜内隔离开关触头温度异常偏高问题的原因分析与处理

辛建飞

（华能新疆能源开发有限公司托什干河水电分公司新疆阿克苏843000）

摘要：本文介绍了BDL水电站10kV系统接线型式以及该系统的柜内10kV隔离开关触头在运行过程中温度偏高的基本情况，针对该隔离开关触头温度偏高的问题进行了原因分析，根据现场的实际运行情况，提出了整改处理方案，并进行了实践运用，取得了良好的运行效果。

关键字：10kV系统；隔离开关；异常偏高；原因分析；处理

0引言

BDL水电站10kV系统接线型式为两台水轮发电机组出口断路器汇流后经柜内隔离开关（编号：10011）连接至主变压器10kV低压侧，再经主变压器升压至220kV后送出。该系统经过2年多的运行，在进入2016年夏季运行过程中，出现了10kV柜内隔离开关触头温度异常偏高的情况，并且随着环境温度的升高以及送出负荷值的增加，该隔离开关触头温度的加剧升高，直接影响着设备的安全稳定运行以及电站正常负荷的送出。

1基本情况

BDL水电站10kV系统为室内布置的成套柜体系统，柜内隔离开关为长沙电器开关有限公司生产制造，该设备于2010年6月出厂安装，2012年4月投入使用，设备型号为GN-22型，额定电压为12KV，额定电流为5000A，热稳定电流为63KA。

在2016年度8月下旬正常设备巡视检查过程中发现，该10kV隔离开关A相动静触头接触部位出现局部灼热、发红、温度异常偏高的现象。经现场检查，该系统设备室内运行环境温度为34℃，开关所带负荷为满负荷63MW，负荷电流为3464A。

由于该10kV隔离开关整套布置于封闭金属柜内后端，为保证所测温度数据的真实性，现场运维人员在做好个人安全防护措施的情况下，采用福禄克红外测温仪进行温度成像,测量结果为A相发热最高温度为114℃，B相最高温度为100℃，C相最高温度为110℃。

将该隔离开关所带负荷从满负荷63MW减小至50MW，负荷电流降至2749A后，在相同环境温度下，测得A相发热最高温度为99℃，B相最高温度为97℃，C相最高温度为90℃。而在空气中的镀银触头最大规定温度值为105℃。【1】

在对该隔离开关柜整体进行停电隔离后，通过现场检查发现，该隔离开关A、B、C三相触头均已合闸到位。但三相动静触头接触间隙明显增大，接触面松动，夹紧弹簧松弛，加紧力不够。同时，在A相触头接触面发现存在有细微的划痕，部分划痕面部位出现发热着黑现象。

2原因分析

1)BDL水电站站址所在区域为新疆克州阿合奇县与乌什县交接处，海拔高度为1940多米。该隔离开关动静触头接触面是通过压紧弹簧力作用的刚性连接，在设备的运行过程中，在电磁力、弹簧作用力以及外部振动等多重作用力下，特别是地震等外部振动力造成的水平与垂直摆动力，会减小触指根部弹簧压缩量，减少动静触头间的压力，造成隔离开关触头发热。根据数据统计，电站所在位置仅2016年1-8月份，累计所发生地震7次，平均每月约发生地震1次，其中最大震级为4.7级，最小震级为3.0级【2】。

2)该隔离开关连接导体触头接触面为镀银触头，不管加工如何光洁，从细微结构来看，都是凹凸不平的。例如A相触头接触面由于制作工艺与现场定期年检预试施工工艺的影响，已在接触面上产生不少的凹凸部位。使得实际有效接触面只占整个接触面的很小一部分；同时，电站位于戈壁滩上，自然环境较差，长年风沙天气频发，在空气中使得金属接触表面还会生成一层氧化层，有效接触面更低。而隔离开关在该环境中长期运行，动静触头间接触面氧化，使触头接触表面电阻增加而发热。

3处理方案

结合现场实际运行情况，采取了以下方式进行处理：

1)对该隔离开关柜整体进行停电隔离，切断隔离开关电动操作机构电源，闭锁手动操作插孔，防止在处理过程中该隔离开关发生突然带电或转动的情况；

2)进行隔离开关动静触头表面打磨处理，降低接触面电阻值，以达到降低接头温升值，使接头寿命延长的目的。采用细砂纸将动静触头接触部分全部进行打磨，重点是针对着黑及出现凹凸不平的位置；然后用酒精清洗触头接触面，清洗干净后涂抹导电膏（导电膏中的锌、镍、铬等细粒填充在接触面的缝隙中，等同于增大了导电接触面，金属细粒在压缩力或螺栓紧固力作用下，能破碎金属面上金属氧化层）使接触电阻下降，涂抹完成后测量隔离开关的接触电阻，保证其数值在80微欧以内。

3)进行隔离开关压紧弹簧力的调整。将动静触头进行合闸，在合闸位置下对该隔离开关的上定位螺栓进行拧紧调整。由于其上定位螺栓无刻度显示，在压紧间隙调整过程中，需进行多次的尝试，直到调整到所需要的间隙数值。调整后用0.05mm厚度的塞尺进行间隙检验，该塞尺三分之一无法通过时，间隙值可满足运行要求。通过隔离开关压紧弹簧力的调整，让操作把手有足够的行程将其动静触头锁紧，无摆动，且操作灵活。

4)加强高温天气、大负荷等情况下的设备巡视检查。对于易出现温度偏高的电气设备建立运行温度监测台账，明确责任人，在日常的巡视检查过程中，及时检查并掌握其运行状况，确保将设备可能出现的异常情况解决在萌芽状态。

5)完善设备年度检修内容。针对电站所处位置地震频发、易出现刚性连接导体的碰撞、松动等问题的客观因素。在每年的电气设备年检预试过程中，重点进行其接触间隙和弹簧压紧力的校正。

4取得效果

按照上述处理方法对该10kV（编号：10011）隔离开关动静触头进行了处理，设备投入运行后，将其送出负荷分别调整到63MW和50MW，通过24小时的运行观察，采用福禄克红外测温仪进行三相温度数据成像，测量数据分别为：满负荷63MW，环境温度32℃时，A相最高温度75℃，B相最高温度70℃，C相最高温度73℃；负荷50MW，环境温度32℃时，A相最高温度71℃，B相最高温度67℃，C相最高温度69℃。温升值保持在5℃的波动范围内。

5结论

地处自热条件恶劣，外部作用力较多地区的电站，电气设备连接部位科学合理的结构以及安装方式的正确选择，固然可以为降低设备运行故障率，建立良好的物理防护基础。但后续行之有效的维护及监控措施的开展，能够更好的提高电气设备的运行稳定性。本文通过对站内一起10kV柜内隔离开关触头温度异常偏高问题的分析与处理，有效的改善了设备的运行工况，进一步降低了设备的运行风险，提高了设备的运行效率，取得了良好的运行效果。同时，延长了设备的检修周期，减少了电站的运营成本。

参考文献：

[1]DL/T664-2008，《带电设备红外诊断应用规范》[S]

[2]中国地震台网监测数据报告[R]