GW16型隔離刀閘發熱故障分析

葉茂泉

(東莞供電局，廣東 東莞 523000)

GW16型隔離刀閘是某開關廠上世紀90年代初的產品, 該類型隔離刀閘性能可靠，操作簡單，通流性能好，在電力行業應用廣泛。東莞供電局在上世紀90年代初開始使用該類型隔離刀閘，目前正在運行的有200多組，主要分布于東莞供電局大多數關鍵變電站中。就目前的運行方式而言，關鍵變電站設備允許停電時間短、維護少、問題多，給安全運行造成了較大的壓力。

1 存在問題

2011-04-14，對某站GW16-126型隔離刀閘中間頭紅外測溫時發現,隔離刀閘中間頭發熱異常，其B相局部溫度高達47.7 ℃，超過了正常運行標準(36 ℃)。該刀閘在此之前，已就此缺陷安排了幾次檢修，但該缺陷一直重復出現，缺陷部位是中間頭導電盤。在前幾次檢修中，已按照相關的規程對其關鍵部位進行了清洗及打磨，但缺陷依然存在。

2 原因分析

中間頭導電盤的導電原理為：導電盤有2塊接觸盤，一塊接觸盤與上導電桿連接，另一塊導電盤與下導電桿連接，上下導電桿均靠導電珠與導電盤的接觸，如圖1所示。設備中間箱的發熱情況取決于導電盤與導電珠的接觸壓力和接觸面積。

圖1 中間頭導電盤結構

2.1 接觸壓力

由圖1可知，中間頭導電盤接觸壓力減小主要受到以下幾方面的影響。

(1)自身彈簧彈力降低。

(2)定位套的間隙比出廠時大，造成彈簧的有效性減弱。

(3)固定定位套與主軸的加工、安裝存在誤差，致使刀閘在分合過程中導電盤錯位，造成彈簧受力不均。受力減小的彈簧使作用于導電珠與接觸盤的接觸壓力變小，造成發熱。

2.2 接觸面積

根據電阻定律公式：

其中，R為材料電阻值，ρ為材料電阻率(不變量)，L為材料長度，s為材料截面積。

由電阻定律可知，材料的電阻值與材料的長度成正比，與材料的截面積成反比。也就是說，材料的長度越長電阻值越大，材料的截面積越小電阻值也越大。

接觸面積減少的主要原因有以下3點。

(1)導電盤、導電珠氧化，使其導電盤與導電珠的接觸面減少，接觸電阻增大；

(2)定位套變形，使其與導電盤的間隙增加或減少。當間隙增大時，導電珠下滑，導電盤與導電珠的接觸面減少，接觸電阻增大；同時彈簧的有效壓力減少，進一步引起接觸電阻增加。當間隙減少時，導電珠下不去，致使導電盤與導電珠的接觸面減少，接觸電阻增大。定位套變形前后的對比如圖2所示。

(3)安裝工藝不符合要求，軸套有異物，兩導電盤的間隙增大，從而減少了接觸面積。

圖2 定位套變形前后對比

3 現場處理

3.1 解體分析與處理

(1)經檢查發現，定位套有擠壓變形的痕跡，其尺寸比原標準尺寸大了1 mm，導電盤與導電珠的接觸面減少。針對此問題，使用游標卡尺測試定位套的孔徑及定位間隙并調整，確保滿足廠家基本設計要求(標準定位間隙為8 mm)。并對其周圍進行清潔，保證無異物進入，確保導電接觸緊密。

(2)導電盤、導電珠受熱氧化嚴重。針對此問題，現場應用2種應對方法：

① 更換原氧化嚴重的導電珠及導電盤；

② 在檢查原導電珠、導電盤無損傷的情況下，使用800號砂紙加凡士林對其進行打磨清洗。

3.2 處理結果

在缺陷處理前，對中間齒輪箱進行回路電阻測試，測出其電阻數值為130 μΩ；解體處理復裝后，測試電阻值為45 μΩ，效果明顯。

2011-07-10，對該刀閘進行復測。刀閘三相溫度均在36℃以下，滿足實際運行要求。

4 結束語

GW16型隔離刀閘中間頭導電盤的接觸情況涉及的因素較多，如接觸盤、導電珠、主軸、定位套、彈簧、彈簧止檔、支架及防雨罩等。任何一個元件出現問題，都可能會引起故障。因此，在對GW16型刀閘的維修中，必須把握好每一個環節，注重每一個細節。

針對隔離刀閘中間頭導電盤發熱的問題，建議廠家改進原設計，采用軟連接方式直接將上導電臂與下導電臂聯通，將下導電臂與下支架聯通。這將大大提高該刀閘的運行可靠性。

1 鄧亞文.GW16(17)型隔離刀閘技術改進[J].云南電力技術，2005(01).

2 孫成寶.變電檢修[M].北京：中國電力出版社，2003.

3 金小虎，張 睿.隔離刀閘發熱缺陷的分析與預防[J].電力安全技術，2011(10).

4 王留栓.電氣設備溫升原因及實時溫度監測的分析[J].新疆鋼鐵，2011(1).