GW16型隔離刀閘發(fā)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(guān)廠上世紀(jì)90年代初的產(chǎn)品, 該類型隔離刀閘性能可靠，操作簡(jiǎn)單，通流性能好，在電力行業(yè)應(yīng)用廣泛。東莞供電局在上世紀(jì)90年代初開始使用該類型隔離刀閘，目前正在運(yùn)行的有200多組，主要分布于東莞供電局大多數(shù)關(guān)鍵變電站中。就目前的運(yùn)行方式而言，關(guān)鍵變電站設(shè)備允許停電時(shí)間短、維護(hù)少、問題多，給安全運(yùn)行造成了較大的壓力。

1 存在問題

2011-04-14，對(duì)某站GW16-126型隔離刀閘中間頭紅外測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn),隔離刀閘中間頭發(fā)熱異常，其B相局部溫度高達(dá)47.7 ℃，超過了正常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)(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(fù)出現(xiàn)，缺陷部位是中間頭導(dǎo)電盤。在前幾次檢修中，已按照相關(guān)的規(guī)程對(duì)其關(guān)鍵部位進(jìn)行了清洗及打磨，但缺陷依然存在。

2 原因分析

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

圖1 中間頭導(dǎo)電盤結(jié)構(gòu)

2.1 接觸壓力

由圖1可知，中間頭導(dǎo)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(shí)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(dǎo)電盤錯(cuò)位，造成彈簧受力不均。受力減小的彈簧使作用于導(dǎo)電珠與接觸盤的接觸壓力變小，造成發(fā)熱。

2.2 接觸面積

根據(jù)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(zhǎng)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(zhǎng)度成正比，與材料的截面積成反比。也就是說，材料的長(zhǎng)度越長(zhǎng)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(diǎn)。

(1)導(dǎo)電盤、導(dǎo)電珠氧化，使其導(dǎo)電盤與導(dǎo)電珠的接觸面減少，接觸電阻增大；

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

(3)安裝工藝不符合要求，軸套有異物，兩導(dǎo)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(duì)比

3 現(xiàn)場(chǎng)處理

3.1 解體分析與處理

(1)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，定位套有擠壓變形的痕跡，其尺寸比原標(biāo)準(zhǔn)尺寸大了1 mm，導(dǎo)電盤與導(dǎo)電珠的接觸面減少。針對(duì)此問題，使用游標(biāo)卡尺測(cè)試定位套的孔徑及定位間隙并調(diào)整，確保滿足廠家基本設(shè)計(jì)要求(標(biāo)準(zhǔn)定位間隙為8 mm)。并對(duì)其周圍進(jìn)行清潔，保證無異物進(jìn)入，確保導(dǎo)電接觸緊密。

(2)導(dǎo)電盤、導(dǎo)電珠受熱氧化嚴(yán)重。針對(duì)此問題，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用2種應(yīng)對(duì)方法：

① 更換原氧化嚴(yán)重的導(dǎo)電珠及導(dǎo)電盤；

② 在檢查原導(dǎo)電珠、導(dǎo)電盤無損傷的情況下，使用800號(hào)砂紙加凡士林對(duì)其進(jìn)行打磨清洗。

3.2 處理結(jié)果

在缺陷處理前，對(duì)中間齒輪箱進(jìn)行回路電阻測(cè)試，測(cè)出其電阻數(shù)值為130 μΩ；解體處理復(fù)裝后，測(cè)試電阻值為45 μΩ，效果明顯。

2011-07-10，對(duì)該刀閘進(jìn)行復(fù)測(cè)。刀閘三相溫度均在36℃以下，滿足實(shí)際運(yùn)行要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

GW16型隔離刀閘中間頭導(dǎo)電盤的接觸情況涉及的因素較多，如接觸盤、導(dǎo)電珠、主軸、定位套、彈簧、彈簧止檔、支架及防雨罩等。任何一個(gè)元件出現(xiàn)問題，都可能會(huì)引起故障。因此，在對(duì)GW16型刀閘的維修中，必須把握好每一個(gè)環(huán)節(jié)，注重每一個(gè)細(xì)節(jié)。

針對(duì)隔離刀閘中間頭導(dǎo)電盤發(fā)熱的問題，建議廠家改進(jìn)原設(shè)計(jì)，采用軟連接方式直接將上導(dǎo)電臂與下導(dǎo)電臂聯(lián)通，將下導(dǎo)電臂與下支架聯(lián)通。這將大大提高該刀閘的運(yùn)行可靠性。

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

2 孫成寶.變電檢修[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

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

4 王留栓.電氣設(shè)備溫升原因及實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)的分析[J].新疆鋼鐵，2011(1).