隔离开关带电短接分流装置的研制

隔离开关带电短接分流装置的研制

杨飞、洪毅、李剑

国网孝感供电公司，湖北 孝感市 432100

摘要：随着用电负荷的持续增长，变电设备发热现象越来越多，尤其体现在导电杆类刀闸，本文从安全性、经济性和方便性为出发点研制的一种适合高压隔离开关带电分流装置，解决了高压隔离开关动静触头异常发热、接线板发热需进行停电检修难的问题，实现了带电处理发热问题，操作过程中既能保证了系统的可靠运行，也避免了因停电带来经济损失。

关键词： 隔离开关 分流装置 绝缘操作杆 带电操作

1 引言

高压隔离开关在电力系统中属于非常重要的电气设备。主要起着调整系统运行方式、切断和导通电能的作用，在电网中广泛使用，是不可替代的输变电设备。户外隔离开关由于受到外界环境和长期承载大负荷的影响以及设备制造工艺的原因，经常会出现动静触头异常发热现象。

目前变电站一般性的发热都可通过红外测温发现，文献[1]提到了一种隔离开关触头在线磨光装置，对隔离开关动静触头进行带电处理的效果非常明显，其局限性在于该刀闸必须所处双母线或有母联开关进行临时倒闸操作；而依据《隔离开关和接地开关检修策略》，通常对于35kV及以上变电站隔离开关触头及设备线夹等部位温度为90～130℃，或相对温差为 80～95%时，开展C类检修，对接触部位进行处理，必要时进行B类检修，更换触头、设备线夹等部件，因此实施停电检修，要么甩负荷，要么就降低了供电可靠性。

2 装置研发的出发点

随着电力负荷增长迅猛，特别在夏、冬大负荷、重负荷情况下设备发热情况异常严峻，电力系统中经常出现因设备发热处理不及时而引起设备损坏或被迫非计划停电的事故。

（a）35kV接线板发热 （b）35kV动静触头发热

（c）110kV接线板发热 （d）110kV动静触头发热

图1 刀闸发热红外测温图

从上述统计数据可以看出，隔离开关的发热点多半集中在刀闸动静触头，导电杆类的动静触头尤为明显。

目前，处理设备发热的常规方法有诸多弊端：必须非计划停电：特别是母线下设备发热，处理时必须将整段母线退出运行，对整个电力系统正常运行影响较大；不安全因素增加：为了减少停电的不利影响，送电和设备故障处理多是夜间执行，由于夜晚工作的环境局限性造成施工风险加大，不安全因素明显增多；处理不彻底：由于引起设备发热故障原因较为复杂，设备在运行状态下无法准确判断故障原因，往往根据经验做出预判断，有时可能造成设备停运后处理发热时无合适的备品、备件，只能临时简单处理。

2 装置的研制

从检修人员的可操作性和安全性角度，装置的设计主要遵循以下原则：

（1）装置能方便检修人员操作，通用性强，装置具有可拆装组合，适合不同电压等级；

（2）装置整体重量必须轻，方便检修人员携带运输；

（3）夹具及操作杆具有足够的机械强度，防止受到强大外力后意外断开；

（4）最终夹紧力来源于螺栓的紧固，确保绝对紧固可靠；

3 装置的总体结构

隔离开关带电分流装置主要由夹具、分流导体和绝缘操作杆三部分组成，如下图2所示。

图2 隔离开关带电分流装置

操作时，应根据隔离开关不同选用不同尺寸夹具，选择不同长度的分流线，将两者结合起来安装在绝缘操作杆上，绝缘杆的长度视刀闸的高度而定。

3.1夹具

夹具是固定在发热导体的两边，因此需要具有良好的导电性能及较高的机械强度，整体结构无焊接、无开断处，通过磨具冷压成型，满足机械强度要求。

3.2紧固装置

通过拧紧紧固装置的螺母，将夹具导体可靠地把紧，确保夹具导体无论受到任何外力都不会有松脱的可能。紧固装置采用一根20mm的螺杆带动压块和滑块螺母上下运动的方式；

3.3分流导体

连接导体主要是将两套夹具导体连接起来，构成一个完整的导电回路。要求其具有良好的导电性能。同时为满足操作方便和载流量要求，因此要求连接导体必须为柔性材质。为此选取了25mm²的多股软铜线（开启式载流量可达113A）作为连接导体。

3.4操作绝缘杆

材料选用环氧玻璃布缠绕彩色憎水性绝缘管，其具有优良的电气性能、机械性能、抗老化性能、抗渗透性能。

4 装置的使用

4.1准备

检修人员按照变电作业的规定要求做好保证安全的组织措施和技术措施。

4.2操作步骤

1、操作人员将两个导电接头调至同样开口距离，固定导电接头与绝缘杆；

2、两人同时缓慢升高绝缘杆至被短接刀闸上方，后缓慢靠近刀闸，同时接触刀闸；

3、两人同时用绝缘杆向外侧平移至合适位置，两人同时向上顶住绝缘杆，用力转动绝缘杆；

4、当绝缘杆转至适当位置后，操作人员用绝缘杆调整导电接头的角度，满足导电杆最低点与地的距离；

5 装置的特点

5.1绝缘性能好

由于操作部分均采用高强度环氧玻璃布缠绕绝缘材料，能够有效保证操作人员安全。

5.2结构简单可靠

设计上充分考虑了各部件互相依托，结构科学简洁，有效提高了装置可靠性。

5.3通用性强

在确定短接装置工作原理后，可根据不同的短接对象展开设计，即可以在不改变短接装置原设计原则的基础上实现：

1. 通过改变短接装置夹具的结构形状来满足被短接设备的结构要求；
   （2）通过改变短接装置连接导体的长度和有效截面大小来满足被短接设备不同工作电流和不同跨度的要求；
   （3）通过改变夹具口径大小来满足被短接导线口。

6 结语 

目前本产品已经在GW5型和GW4型隔离开关和设备线夹接头发热上应用，具体效益体现在：一是大大降低了因设备发热而被迫非计划停电的事故；二是提高了发热处理效率，避免因设备发热处理不及时而引起设备损坏；三是有效降节省了人力和物力。

参考文献

[1]乇富勇,李庆凯,陈华贵.一种高压隔离开关触头在线磨光装置[J]．高压电器，2009，45(6)：148—152

[2]张伟.高压隔离开关触头导电性失效研究[D].北京:华北电力大学,2011.

[3]GW4型刀闸的故障检修策略[J].华北电力技术2009年第01期.