GW5型隔離開關發熱故障分析及處理

吳冠平 劉 煉

（婁底供電公司，湖南 婁底 417000）

高壓隔離開關是電力系統中使用量最大、應用范圍最廣的電氣設備之一，其通常與高壓斷路器配合使用來保證電力系統輸電的安全性。高壓隔離開關發熱在電力系統中普遍存在。隔離開關發熱嚴重時可能會造成隔離開關損壞，嚴重危害到電網的安全可靠運行。在婁底電網中，35kV電壓等級的隔離開關共837臺，其中GW5型有646臺；110kV電壓等級的隔離開關共794臺，其中GW5型有529臺。本文對GW5型隔離開關的結構原理做了簡要介紹，側重分析了 GW5型隔離開關發熱原因，并結合實際工作對其發熱故障進行處理，最后提出了對其發熱故障的預防措施。

1 GW5型隔離開關結構原理

GW5型隔離開關為戶外雙柱水平斷開“V”形水平旋轉式三相交流高壓隔離開關。隔離開關制成單相形式，兩個絕緣支柱呈 50°角，分布裝在與底座相連接的軸承上，以傘型齒輪連結。傘型齒輪可沿軸上下移動，以調節兩齒輪的嚙合狀況。

圖1 GW5型單相隔離開關結構圖

GW5型隔離開關的主要結構包括轉動支座、支柱絕緣子、接線座、導電部分、接地刀閘、傳動系統、操動機構等，其單相結構如圖1所示。根據使用需要，可在單側或者兩側安裝接地刀閘，也可以不安裝接地刀閘，隔離開關與接地刀閘間設有機械連鎖裝置。導電系統分為左、右兩部分，分別固定在支柱絕緣子的頂端，導電系統由接線夾、接線座、導電桿、軟銅導電帶、觸指臂導電管、觸指（左觸頭）、觸頭（右觸頭）、觸頭臂導電管組成。

手力或者電動操動機構，通過傳動桿件將力矩傳遞給刀閘本體，帶動主刀閘中的一個絕緣子轉動，并通過底座傘形齒輪帶動另一側絕緣子轉動，同時通過水平連桿帶動另外兩相同步旋轉，從而實現三相同時分、合閘。主刀閘的分合閘轉角為 90°，其分合狀態由傳動機構在傳動中的機械限位實現，電動操動的機構也可通過行程開關的切換來實現電氣限位。

2 GW5型隔離開關發熱原因分析

1）各連接部分接觸不良。GW5型為轉動水平開啟式，動觸頭插入靜觸頭后，靠靜觸指壓緊彈簧保持合閘接觸狀態。彈簧銹蝕、變細、變形，會使觸指彈簧壓力不夠或失效，從而造成觸指和觸頭接觸不良，在設備長期運行情況下，導致接觸面氧化、銹蝕使接觸電阻增加而造成。運行中彈簧長期受壓縮(拉伸)，并由于工作電流引起發熱，使彈性變差，由此惡性循環，最終造成燒損。

2）產品質量問題。部分運行時間較長的隔離開關，在檢修調試確無問題的情況下，運行電流不超過額定值的 60%就會發熱，隔離開關的轉動支點因制造工藝不良而引起發熱。同時部分生產廠家為了降低成本、偷工減料，采用的材料不是紫銅，而是雜銅制成，含銅純度達不到標準，導電率低，加上鍍銀厚度不夠，操作幾次就會露銅，造成新換隔離開關過熱。

3）安裝工藝欠佳。初次安裝調試時，導電系統接觸面處理不當，如接觸面不平整、有毛刺，導電體扭轉彎曲角度不對、緊固螺絲存在松動、固定螺絲著力不均衡、涂抹導電膏或電力復合脂時混入雜質、用普通凡士林替代導電膏或電力復合脂以及涂抹導電膏過多等；觸頭接觸壓力、觸頭插入深度尺寸或回路電阻等未達到相應的要求，都會增加接觸電阻，引起接觸面發熱。

4）運行維護不當。倒閘操作質量不佳導致隔離開關動靜觸頭接觸不能完全到位；手動操作隔離開關不規范，機械閉合力沖擊過大將引起機械磨損，觸頭變形龜裂、剝落、卡死；閉合操作過程不夠果斷迅速，將造成電弧侵蝕，使觸頭承受電弧作用時間過長，表面金屬熔融，導致觸頭發熱，縮短觸頭使用壽命。同時，運行巡視不到位，未及時發現隔離開關發熱缺陷，使發熱情況進一步惡化。

5）檢修不到位。檢修質量不過關會導致發熱，固定接觸部件螺栓未壓緊、接觸面不光滑有臟物、鍍層脫落、動靜觸頭不在一條直線上，接觸面滲進灰塵和雨水使其氧化，銅鋁接觸處處理不當，易產生電化學腐蝕，使接觸電阻增大，降低通流能力，造成連接處過熱，同時隨著溫度升高，氧化反應加快，腐蝕物表面加厚，接觸電阻愈大，過熱愈嚴重，產生惡性循環。

3 GW5型隔離開關發熱故障處理

2012年 12月 28日晚，我班接到曹家變 5002刀閘C相接線座燒壞的緊急缺陷。工作人員查閱設備臺帳知曉 5002刀閘為湖南省湘能開關有限公司生產的GW5-126DW/1250隔離開關，立即攜帶刀閘配件及工具趕往現場。現場發現，曹家變5002刀閘C相接線板和夾板燒壞（如圖2所示）不可修復，必須進行更換，同時發現 5002刀閘 B相觸指有電弧燒傷痕跡，需處理。

3.1 接線座故障處理

曹家變5002刀閘 C相接線座的接線板和夾板被熔化，接線座與接線板、夾板接觸部分被燒壞，導電桿旋轉不靈活。現場通過更換接線夾和夾板、接線座，嚴重按照檢修工藝對現場進行恢復。保證接觸面平整無氧化膜，各接觸面涂抹導電膏厚度不超過0.15mm，接線板在規定范圍內轉動靈活。

圖2 隔離開關發熱嚴重燒壞圖

3.2 觸指故障處理

通過檢查發現5002刀閘B相觸指被電弧燒傷且彈簧銹蝕彈性差，需對該相觸指進行處理，并更換彈簧。取下防雨罩，擰下槽形卡板上的螺釘，用手按住觸指加力，使觸指根部張開到觸指定位銷剛剛離開導電桿，同時將彈簧、彈簧銷和觸指等部件整體拿出，更換變形和銹蝕且彈力不好的彈簧。使用細平板銼輕銼去觸指燒傷的凸出部分，檢查接觸面凹陷深度未超過觸指厚度的 1/5,燒傷面積未超過2/5，不需更換觸指。然后將 00號砂布墊在細平板下輕輕打磨，使接觸面平整并具有金屬光澤，盡量保持鍍銀層少損壞。對于完好觸指和觸頭用汽油、白布清洗接觸面，并用白棉布在接觸面表面抽擦，去除表面表面氧化膜及污垢，并涂上適量的中性凡士林。

使用回路電阻測試儀對5002隔離開關3相進行測試，各相回路電阻為：A相為114μ?；B相為112μ?；C相為121μ?。根據廠家產品參數可知其單相回路電阻不允許大于125μ?，各相回路電阻合格。

3.3 檢修后整體調試

根據檢修要求，對刀閘本體進行解體檢修后，需對5002隔離開關進行整體調試，調試步驟如下：

1）用手動操作緩慢合閘及分閘，觀察主刀閘系統動作是否靈活，有無卡澀，輔助開關切換位置是否正確；三相并能同步到位。

2）隔離開關主刀閘合閘后左、右觸頭間隙為15～20mm，接觸后應上、下對稱，允許上、下偏差≤5mm，夾緊度用0.05mm×10mm的塞尺進行檢查。

3）三相合閘不同期性≤6mm。

4）電動操作主刀閘合、分各5次動作可靠。通電前要手動將主刀閘處于半分、半合位置，接通電源，慎重按下合閘或分閘按鈕，隨之按下急停按鈕，模擬點動操作，注意觀察主軸轉向，確認正確的操動方向。如果方向相反，則須調整電動機的旋轉方向，進行電動分、合操作，檢查電動機轉向與主刀閘分、合閘運動方向是否對應。

4 GW5隔離開關發熱預防措施

1）加強新裝隔離開關驗收工作。部分新出廠產品裝配質量不過關，會出現螺栓緊固不到位等情況，特別是接線座內部不易發現，必將給設備運行帶來隱患。因此，對于新安裝設備，必須嚴格把好驗收關，對于重要部位接頭，應測試接頭接觸電阻和溫升試驗，驗收時逐一把關每一部位，檢查結合部件的密合情況、螺絲固定情況；檢查隔離開關的同期性、水平同位，支柱垂直情況，合上隔離開關后動靜觸頭的密合情況和水平同線情況，彈簧受力要均衡。

2）做好過熱缺陷的早期診斷工作。可在隔離開關的接線座、觸頭等部位貼試溫蠟片或涂變色漆，使運行人員能在巡視中及時發現過熱缺陷。最好能定期或不定期開展紅外線測溫工作，或采用溫度在線監測技術，更準確地掌握設備的即時溫度、溫升等運行狀況。

3）提高工作人員崗位技能。運行人員在隔離開關操作過程中應迅速拉合，降低觸頭之間的燃弧時間，并保證隔離開關合閘到位。檢修人員在檢修過程中，嚴格按照檢修工藝標準進行，定期做好隔離開關的檢修維護工作，提高檢修質量。檢修完成后，認真檢查隔離開關是否分合到位，動靜觸頭是否結合緊密，防止因隔離開關動靜觸頭接觸不良導致發熱。

5 結論

本文對隔離開關的發熱原因進行了分析，結合曹家變GW5型隔離開關發熱故障介紹了處理措施，對其發熱故障處理檢修有實用參考價值。同時給出了其發熱預防措施，盡量降低其發熱可能性，避免因其發熱造成事故，確保安全生產。

[1] 王樹聲.變電檢修上[M].北京:中國電力出版社,2012.

[2] 王樹聲.變電檢修下[M].北京:中國電力出版社,2012.

[3] 張偉.高壓隔離開關觸頭導電性失效研究[D].北京:華北電力大學,2011.

[4] 湘能開關.GW5-系列戶外交流高壓隔離開關說明書[K],長沙:2006.