變電站刀閘發熱的預防及處理措施分析

摘 要：變電站刀閘動靜觸頭和引線接頭處很容易產生發熱缺陷，影響電網的安全穩定運行。通過對一起刀閘發熱缺陷的處理，分析了導致刀閘發熱的因素，介紹了正確處理刀閘發熱缺陷的方法，提出了防止刀閘過熱缺陷的措施。

關鍵詞：變電站；刀閘發熱；處理措施

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 22-0000-01

一、引言

在電力系統中刀閘是輸變電系統中的一個重要元件，其運行質量和電力系統的安全穩定有密切關系。在運行過程中，刀閘主要存在拒分合故障、控制回路故障、發熱故障和銹蝕故障等。因為一般的刀閘發熱部位觸頭連接處都沒有裝設專門的溫度檢測裝置，運行人員往往較難發現其缺陷，如果一個刀閘長期運行在過熱狀態下將會嚴重損害其絕緣和使用壽命，因此研究和正確處理刀閘發熱故障有著重要的意義。

二、發熱原因分析

（一）導體發熱的原因

（1）隔離開關的導電體由靜觸頭與動觸頭連接而成，導體在流過電流時都會產生熱量從而使導體的溫度升高；（2）由電熱效應公式可知，導體的溫度與通過導體電流，導體電阻，通電時間有關系；（3）在外界環境溫度不變的情況下，隔離開關發熱主要是因通過隔離開關電流強度大、導體自身電阻大、通電時間長而導致導體溫度高。

（二）隔離開關發熱的原因

（1）通過隔離開關電流過大，超過了隔離開關的額定電流。隔離開關額定電流指隔離開關長時間允許通過的最大工作電流。當隔離開關長期通過額定電流或較低電流時，其導體部分溫度就不會超過標準值。（2）隔離開關觸頭發熱。電網供電需要及其它原因，造成一些隔離開關超期服役，不能按計劃進行檢修，其防雨帽裝配不當，使雨水進入觸指及觸指座內，導致觸指彈簧長期處于受力狀態而疲勞，引起彈簧銹蝕、變形、彈力下降，從而使接觸電阻也因接觸壓力降低變大，造成隔離開關觸頭發熱。

（三）刀閘發熱的原因

（1）設計結構或容量不合理。如JYN2-10-31D型手車開關隔離插頭采用點接觸結構，接觸面較小；安裝工藝不達標，刀閘動靜觸頭長期分合不到位；某些刀閘設計容量偏小，長期運行在額定負荷或過負荷狀態下，電流過大，其各部分溫升超過了規定的溫升標準。（2）刀閘接線端與動靜觸頭在大氣中長期裸露運行，受環境侵蝕，接觸面氧化使導體表面電阻增加；或者是在刀閘拉合過程中由于電弧放電高溫使觸頭連接處接觸面氧化。（3）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。（4）環境溫度過高。導體在不同溫度下的載流能力是不同的，溫度升高，導體自身的電阻增大，電阻增大將導致導體產生的熱量增加，又反過來促使導體自身的電阻增大，如此惡性循環，雖然電流強度未達到額定值，溫升也可能超過標準。

三、刀閘發熱的危害

（一）如果是線路側刀閘發熱，則需要將該發熱線路停電進行處理；如果是線路母線側刀閘或母聯刀閘的母線側接頭發熱，則需要對整條母線停電處理；如果是主變側刀閘發熱，則需要停掉該主變，在迎峰度夏負荷高峰期，整個變電站單臺主變運行，一般情況下都需要對部分出線進行拉閘限電，影響正常的負荷供給和整個系統的潮流分布。

（二）刀閘長期高溫運行時，很容易使金屬材料退火軟化，使其絕緣程度降低，機械強度下降，影響其正常的使用壽命。嚴重時容易造成短路，引發突然停電事故。

四、刀閘發熱的處理

刀閘發熱缺陷性質分一般、嚴重、危急3個等級，遇有刀閘發熱缺陷時，其處理步驟為：（1）檢修人員經判斷，如果是動觸頭發熱，將動觸頭分解，清除其表面氧化物及燒痕，檢查觸指彈簧有無退火變形現象，檢查觸指與內部接觸面是否有氧化物及燒痕，更換嚴重燒傷的觸指和彈簧，更換老化的彈簧墊和螺栓；如果是靜觸頭發熱，將靜觸頭拆分，檢查靜觸頭內表面與導電桿接觸部位是否有放電痕跡和氧化物，檢查彈簧墊是否退火老化，檢查固定螺母是否松動；清除氧化物，磨平燒痕，最后按工藝標準要求順序復裝。（2）對引線線夾與接線柱的過熱處理，應解體接線柱與鋁帽內的轉動連接部分，檢查軟連接的接觸表面是否有燒傷痕跡和氧化物，固定螺絲是否松動、滑絲，彈簧墊圈是否老化斷裂，然后進行表面處理和更換部件，最后按工藝標準要求順序復裝。（3）由變電站運行人員用紅外測溫儀測量過熱點的溫度，并判斷其發熱程度，然后匯報調度，根據站內設備一次接線方式，將相應線路、主變或母線轉至檢修狀態，等待檢修人員處理。

五、刀閘發熱的預防

（1）結合所用型號刀閘的使用說明和刀閘所在間隔的負荷重要性，適當縮短大檢修周期，定期維護，避免設備發熱。（2）加強設備的巡視測溫工作。目前常用的測溫方法有蠟片測溫和紅外線測溫，通過觀察蠟片的顏色和設備紅外測溫圖譜可以清楚地了解設備的運行狀況，及早作出判斷并處理。（3）裝設溫度在線監測裝置。蠟片測溫和紅外線測溫方法都不能實時監測設備的運行溫度，且隨著無人值守變電站的發展，設備定期巡檢實現越來越困難，裝設電氣節點溫度在線監測系統，不僅可以取代人工巡檢，還可以實時在線遠程監測電氣節點的發熱狀況，實施超限報警，防止和減少事故發生。（4）規范設計，嚴密施工。設計初期，要結合具體變電站的負荷情況及運行環境，計算每個刀閘的具體參數，不照搬典型圖紙；在施工過程中要嚴格執行有關工藝標準和技術規范，接觸表面禁止用金屬榔頭敲擊而出現不平衡，壓接時要均勻，表面不得有劃傷或毛刺。（5）對新投運的隔離開關，應測量隔離開關導電回路的阻值是否符合要求。安裝工藝要符合標準的規定，調試時應注意防止中間觸頭合閘時單邊接觸。（6）提高檢修質量，重點檢查導電回路觸頭彈簧的彈性和銹觸情況，更換失去彈性或銹蝕嚴重的觸頭彈簧；另應重點檢查觸指有無變形、過熱及變色等異常現象，并清掃接觸面；對于燒損嚴重的條形觸指及柱形觸頭應用砂紙修平，變形嚴重或因過熱而退火變軟的觸指應予以更換。（7）運行部門應注意加強巡視檢查，以便及時發現導電回路發熱問題，進行停電處理或改變運行方式，轉移負荷電流；操作時應盡量采用電動操作，以減少分、合閘時觸頭間產生的電弧燒損時間，減輕觸頭的燒損。

參考文獻：

[1]張艷，劉國瑞.變電站刀閘發熱的預防及處理方法[J].科技情報開發與經濟，2011，36.

[2]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.

[3]韓明.變電站刀閘發熱檢修與維護[J].能源研究與管理，2012，02.