GW11-550DWI隔離開關發熱缺陷分析與處理

王俊成，張玉海，蔣偉毅

(1.江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 蘇州 215004；2.山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟南 250014)

高壓隔離開關在電網結構中起著隔離電源形成明顯斷開點、改變間隔運行狀態、拉合無電流或者小電流設備等作用，是電力設備的重要組成部分，其可靠運行關系著電網的安全。因此，確保運行隔離開關的可靠維護，特別在發展高壓特高壓電網背景下，解決高壓隔離開關易發熱缺陷成為供電企業極為重要的任務。

1 問題發現及設備情況

2012-05-21，蘇州地區某500 kV變電站運行人員巡檢測溫時發現GW11-550DWI 型隔離開關50421 B相溫度90 ℃(電流840 A);50512 A相溫度85 ℃，C相溫度44.4 ℃(電流560 A)，B相溫度75 ℃(電流540 A)。這些隔離開關出現發熱現象，但受負荷原因限制，一直處于測溫跟蹤狀態；同時與設備廠家及時溝通聯系確認發熱原因。設備廠家結合發熱測溫圖片作了“對動觸頭進行調整，表面如有燒蝕及變形，公司予以更換，徹底解決發熱問題”的回復。檢修人員則根據實際運行記錄，分析故障原因，防患于未然。

2012-12-05T21:00，巡檢測溫發現50421 C相隔離開關觸指與導電桿連接部位發熱，溫度達248 ℃，動觸頭紅外測溫照片如圖1所示。當時負荷電流675 A，環境溫度5 ℃，正常相設備溫度5 ℃（5041，5042，5043開關均在合閘位置）。隨及與調度申請匯報，拉5042開關，在地面上觀察未發現有明顯燒損跡象。2012-12-11T12:51測溫發現，50512 C相動觸頭處溫度超過250 ℃，觀測到C相夾緊不銹鋼銷處有明顯發紅跡象，匯報調度后，及時拉開5051開關。

圖1 動觸頭紅外測溫照片

2 現場處理情況

一方面與廠家聯系備件，另一方面于2012-12-09停電處理50421隔離開關， 同時對50412隔離開關導電回路進行檢查。12月12日對50512，50521隔離開關停電處理。

根據檢修前的檢查和回路電阻測試，發現50421 C相隔離開關燒損嚴重。遂對該隔離開關C相導電桿轉位，B，C相動觸頭解體，處理導電接觸面，各更換C相4片觸指；更換解體相蝶形彈簧及絕緣附件；更換動觸頭不銹鋼銷。對A相動觸頭導電觸指、觸點進行清潔處理，加油潤滑，整組調試。對50412隔離開關檢查時也發現A，B相回路電阻測試結果嚴重超標。作解體處理，更換解體相蝶形彈簧及絕緣附件、更換動觸頭不銹鋼銷，對C相動觸頭導電觸指、觸點進行清潔處理，加油潤滑，整組調試。

根據50421，50412隔離開關導電回路檢修情況，并在50512，50521隔離開關停電檢修時，發現50512 C相隔離開關燒損嚴重，遂對該隔離開關C相導電桿轉位、2組隔離開關共6只動觸頭全部進行了更換，整組調試。檢修時發現50512 C相M12頂桿螺栓已燒熔斷裂，遂更換M12螺桿。處理前后回路電阻對比如表1所示。

表1 隔離開關處理前后回路電阻對比 μ Ω

3 原因分析及處理方法

GW11-550DWI隔離開關動觸頭結構如圖2所示。

經解體檢查，初步認為造成發熱故障的原因為整個動觸頭結構設計不合理，導致閘刀觸指導電觸點燒損、燒毛(見圖3)，造成接觸電阻變大而發熱。

圖2 GW11-550DWI隔離開關動觸頭結構

分析認為該型隔離開關存在以下幾個問題：

(1) 觸指壓緊導電的結構設計不合理。兩片觸指與導流板的壓緊僅靠外側蝶型銅片壓緊固定，蝶形墊緊固(M12)后無夾緊力的測試要求，力矩過大會造成觸指轉動不靈活或卡死，過小則會導致合閘時觸指不能很好夾緊靜觸頭導電桿，動靜觸頭接觸壓力不夠；分閘時不能平滑打開。觸指觸點燒傷與接觸情況如圖3所示。

圖3 觸指觸點燒傷與接觸情況

(2) 觸指導流結構不合理。觸指片與導流板通過3個凸點滑動接觸，且無防塵措施，戶外的塵土很易粘接其上，多次操作后接觸點間有污穢進入，而使表面鍍銀層磨損嚴重，緊固后觸指片的不平整等因素會造成部分觸點未可靠接觸。

(3) 上導電桿內頂桿與動觸頭夾緊的連接桿僅為M12螺桿，螺桿長時間頂起受力后極易彎曲變形，特殊情況下，如動觸頭發熱會使其彎曲變形更為嚴重，甚至發生斷裂。

(4) 動觸頭裝配調節余量不夠，GW11-550DWI隔離開關的安裝調試依靠M12螺栓和動觸頭安裝位置的配合以滿足夾緊力需求。檢修過程中發現，在盡量滿足觸頭夾緊力達到不低于1 200 N的前提下，造成隔離開關在合閘位置過死點但卻有一定角度的傾斜，存在一定危險。

4 安全措施

鑒于此類產品結構問題仍未得到妥善處理，目前只能采取準備好部件，加強監視，縮短檢修周期，作解體更換部件的處理方法，但不能從根本上解決問題，給運行和檢修帶來一定的工作壓力。更應注意的是，該2條線路是800 kV同里變電源線路，日常帶有1 000 MVA以上的負荷，一旦再出現同樣的發熱情況，將對蘇州南部電網帶來供電能力的下降，直接影響該地區的生產生活用電。因此，加強對該型號隔離開關的紅外檢測和運行維護工作顯得尤為重要。

為此，要定期(3個月)開展特巡特檢，運行人員每日巡檢時要進行紅外測溫工作，以便準確掌握設備運行溫度、溫升等即時數據。檢修人員要充分利用計劃停電時機做好設備檢查維護工作，特別是針對重點間隔、重點設備，以及相應易發熱部位(觸頭觸指、出線座、接線板等)的解體檢查，并進行瓷瓶探傷、回路電阻測試等常規試驗，詳細記錄檢修前后試驗數據，確保合格設備投入電網。

此外，要加強與生產廠家的溝通交流，及時反饋遇到的問題，以促使廠家改進設備設計，提升生產工藝。設備安裝投運前要做好設備的出廠驗收、現場安裝驗收工作，生產廠與安裝施工單位需提供詳細準確的試驗數據和安裝報告。

現場試驗證明，針對GW11-550DWI發熱缺陷的分析處理工作，解決了主回路的發熱問題，為此類型隔離開關的檢修和維護提供了技術依據，也為其他類型隔離開關的故障處理提供借鑒。建議將該檢修工序寫入隔離開關大修工程的技術安全措施中，以提高檢修質量。

1 凌 穎，趙莉華，林 顯，等．高壓隔離開關電觸頭性能改善探討[J]．高壓電器，2010(8).

2 李 頤．GW4-110型和GW4-220型隔離開關機構卡澀的處理[J]．高壓電器，2002(2).

3 杜 巍，董維輝，王敦政，等．GW4-110型隔離開關檢修方法的改進及檢修工具的制作[J]．江蘇電機工程，2007(2).

4 蘇國政．變電檢修工[M]．北京：中國電力出版社，2008.