隔離刀閘發熱缺陷的分析與預防

金小虎，張 睿

(1.慶陽供電公司，甘肅 慶陽 745000；2.甘肅電力科學研究院，甘肅 蘭州 730050)

紅外成像技術可以在不接觸電氣設備、不取樣、不解體、不停電的情況下對電氣設備絕緣故障進行檢測和診斷，是一種較為理想的檢測電氣設備絕緣缺陷的現代化手段。

1 紅外測溫技術在監測隔離刀閘發熱的應用

1.1 紅外線測溫的目的和意義

紅外測溫技術可以在不停電的情況對電氣設備絕緣故障進行檢測和診斷，能提前發現電氣設備存在的異常，將設備事故消滅在萌芽狀態，保證電網的安全運行。紅外測溫還可以起到預防性維護的作用，檢測人員可以通過分析找出設備已存在或潛在的問題。

紅外線診斷技術的應用是對預防性試驗的補充和完善，可以發現在電氣設備離線試驗中不易或無法發現的設備缺陷，并填補了許多高壓設備缺少在線監測的空白。在目前大力提倡狀態檢修的情況下，紅外檢測診斷技術已經成為電氣設備從定期檢修向狀態檢修轉變過程中一項不可缺少的技術手段。

1.2 隔離刀閘發熱產生的危害及影響

隔離刀閘接觸部分發熱是由于壓緊彈簧或螺栓松動使表面氧化所致，通常發展很快。受溫度的影響，接觸部分表面更易氧化，使其電阻增加，溫度升高，若任其不斷地發展下去，可能會產生電弧，演變為接地短路，嚴重威脅電網的安全運行。為防止隔離開關因污垢、銹蝕導致觸頭燒壞事故，目前采用紅外測溫技術巡檢設備發熱情況，根據觸頭溫度，對隔離開關的狀態進行判斷。

2 2起典型隔離刀閘發熱缺陷的分析

慶陽供電公司目前運行的110 kV隔離刀閘數量為182組，35 kV隔離刀閘289組，型號為GW4型。2010年以來，運行刀閘的缺陷日益增多，突出表現為刀閘的接線板、刀閘出線座、刀口發熱，其中刀口發熱最為突出。每年發現刀閘發熱缺陷均超過60起，對電網的安全運行造成極大的危害，也增大了設備的檢修維護成本。

(1) 長慶橋變電站1127長董線甲刀閘C相刀口發熱(故障相溫度為163 ℃，正常相為27 ℃)，具體狀況如圖1所示。

從紅外熱圖和現場照片可知，故障屬于單側觸指發熱。產生這個故障的主要原因是單側觸指接觸上了，另一側觸指沒有接觸上，致使導流面積減少一半，接觸電阻相應增大1倍，造成接觸點發熱，發熱量的大小隨著負荷電流的大小變化。觸指的拉緊彈簧由于較大電流的通過也會隨著發熱退火，拉緊力會減小，造成惡性循環，最終導致嚴重過熱。另一側觸指處于虛接狀態，虛接處產生間隙放電，放電處將產生能量損耗發熱，造成此處觸指燒傷。

(2) 110 kV阜城變電站3511丙刀閘B相靠線路側的出線座及接線板發熱(故障相發熱處溫度為57.2 ℃，正常相相同處溫度為4.8 ℃)，紅外測溫圖像如圖2所示。

從圖2可知，這個故障有2處發熱點。

(1) 接線板處發熱。主要原因是接線板在安裝時螺絲未擰緊或者接線板不平，造成接觸不良，導致發熱，隨著運行時間的增長，接線板表面不斷被氧化，隨著氧化的加劇，導致接觸狀況更差，如果負荷變大，發熱更加明顯。

(2) 刀閘出線座發熱。由于出線座內部轉動處的鋼球接觸不良造成發熱，停電檢查發現，其轉動球頭內的彈簧(共有8個)只有5個完好，其余全部燒損，更換處理后測溫正常。

3 隔離刀閘缺陷成因分析

通過對大量的同類故障分析可知，隔離刀閘的發熱缺陷基本上都以接線板發熱、刀閘刀口發熱、出線座發熱等3種形式出現。根據現場的處理情況，總結了以下幾項發熱原因和注意事項。

3.1 刀閘觸頭設計不合理

刀閘在設計或制造過程中存在缺陷，如，觸指彈簧拉緊度不一樣、彈簧質量不過關等，造成接觸不良，發熱。應對這種發熱缺陷，可以選擇隔離刀閘的廠家和型號入手，應選擇知名度高、刀閘質量好的廠家，在購買隔離刀閘前寫好技術規范書，提出刀閘參數的具體要求。同時，在驗收階段，加強對刀閘質量的檢查。

3.2 安裝、維護、調試質量欠缺

(1) 螺絲過松或過緊引起發熱。螺絲的擰緊力不夠，會造成接觸面接觸不良，導致發熱。此外，在安裝時往往擔心螺絲不緊會引起發熱，所以會用最大力氣擰緊，但由于接線板材料通常為鋁或銅，材質較軟，螺絲過緊會造成接線板的兩端輕微地翹起，使接線板的有效接觸面減小，接觸電阻變大，也會造成發熱。所以，擰螺絲的力量不能過小，也不能過大，應盡量使用力矩扳手進行緊固，同時在接線板間涂導電脂，以保證接觸面的接觸良好。

(2) 在刀閘安裝完成后的調試過程中，由于調試不當，會造成刀閘在合閘時某相合閘不到位，接觸不良；安裝時可能由于刀閘水平連桿的某個并帽螺絲沒有擰緊，經過幾次分合閘操作后，出現水平連桿變位，導致刀閘的三相不同期，在合閘后出現某相刀閘不到位，造成刀口接觸不良。

3.3 刀閘操作后檢查不到位

運行人員操作刀閘沒有合到位，之后因檢查不認真，沒有及時發現合閘不到位的情況，造成運行時間不長就出現刀口發熱的現象。

3.4 驗收人員責任心不強

驗收是確保新設備和被檢修設備、安全運行的重要一關。驗收人員除了要檢查接頭的松緊、彈墊的壓接質量、接觸面的接觸狀況外，對于大電流回路(＞200 A)應要求安裝、檢修人員出具設備接頭檢測數據，以確保在1個檢修周期內不發生接觸發熱，否則應進行考核。

3.5 檢修人員應加強巡檢

檢修專業必須利用設備停電機會加強定期檢查維護工作，尤其是對隔離刀閘容易出現發熱故障的部位(刀口的觸指及彈簧、接線板、出線座)進行全面的檢查和維護，特別注意對大負荷刀閘的運行監督，切實做好備品備件儲備工作。

4 結束語

進行紅外測溫時，應抓住那些不太明顯的表面現象，通過仔細分析，發現問題，解決問題。要總結經驗，積累一些典型的溫度數據和熱圖譜，為以后發現異常提供依據。在發現問題時，不僅要按照導則的要求進行定性，而且要找出發熱的成因，具體問題具體分析。