關(guān)于高壓隔離開關(guān)觸指壓力測量方法的探討

摘要：通過分析高壓隔離開關(guān)觸指接觸部分過熱的原因，提出一種高壓隔離開關(guān)觸指壓力測量的方法，完善隔離開關(guān)運(yùn)行檢修的技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：隔離開關(guān);過熱;觸指壓力;模擬觸頭

0"引言

隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中使用量最多、維護(hù)量最大的高壓一次設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我局在運(yùn)隔離開關(guān)中，運(yùn)行超過10年的隔離開關(guān)約有1526組。由于間隔停電時隔離開關(guān)一端帶電，很少進(jìn)行小修及大修，這些隔離開關(guān)普遍存在著發(fā)熱、生銹、機(jī)構(gòu)卡阻等缺陷，在這些缺陷中尤其以隔離開關(guān)觸頭發(fā)熱最為緊急嚴(yán)重。2012年至2013年期間共發(fā)生了110kV程西線11781刀閘等多起刀閘觸頭發(fā)熱的緊急、重大缺陷，給設(shè)備及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了很大風(fēng)險(xiǎn)。

1""隔離開關(guān)日常運(yùn)檢中存在的問題

1.1測量方法存在不足

目前絕大部分檢修人員判斷導(dǎo)電部分接觸好壞的判據(jù)就是測量其回路電阻，認(rèn)為回路電阻在合格范圍內(nèi)即可。其實(shí)不然，在產(chǎn)品說明書中給出的回路電阻值是整個導(dǎo)電回路的值，它包括接線端子、導(dǎo)電管、觸指觸頭等部分的體電阻及接觸電阻，范圍較大、裕度較大，不能直接反映接觸電阻的變化，只能說明導(dǎo)電回路通路。據(jù)我們實(shí)際測試：兩對對觸指接觸與四對觸指接觸其回路電阻值均在合格范圍內(nèi)，隔離開關(guān)觸指壓力的大與小，無法通過回路電阻值明確反映。

1.2"隔離開關(guān)觸指壓力測試無標(biāo)準(zhǔn)可依

在日常的運(yùn)檢維護(hù)過程中，往往只有停電時觀察隔離開關(guān)動靜觸頭接觸部分變色漆或試溫片顏色的變化來判斷，也可根據(jù)隔離刀口的顏色發(fā)暗程度來確定。但是等到發(fā)現(xiàn)情況不對時，往往是需要更換或調(diào)整壓力時，但壓力調(diào)整到什么情況為合適呢？規(guī)程沒有明示判斷依據(jù)，只說了一句“滿足產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定”。對應(yīng)當(dāng)前這種狀況，建議補(bǔ)充相關(guān)規(guī)程，并要求隔離開關(guān)生產(chǎn)廠家出具具體的出廠考核數(shù)據(jù)，確保檢修“有法可依”。

在日常隔離開關(guān)的檢修時往往只注意更換明顯失效和斷裂的彈簧，而對壓力低的彈簧無法判斷與更換，這樣在檢修后的再次運(yùn)行中，每對觸指電流的分布會因壓力不同而不同，差別越大電流分布越不均勻，長期運(yùn)行后就會發(fā)生接觸不良而過熱。觸指的發(fā)熱會惡性循環(huán)，一對觸指接觸不好就會“漫延”整個觸頭接觸不良，嚴(yán)重時發(fā)生熔焊產(chǎn)生拉弧，引發(fā)事故。同時有不少隔離開關(guān)的觸指壓力可調(diào)，如果在檢修時調(diào)整壓力不夠或每對觸指的調(diào)整壓力有較大差別同樣會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

1.3"隔離開關(guān)觸指壓力測試無專用儀器

由于無法定量測量隔離開關(guān)觸指壓力，往往只能等到發(fā)熱時進(jìn)行檢修，缺少檢修維護(hù)時的預(yù)防手段，雖然有的文獻(xiàn)提到了觸指壓力的測量方法，但是大部分基于機(jī)械原理，現(xiàn)場難以實(shí)施。早期的測量工具為彈簧秤，在實(shí)際工作中，測量觸指壓力要在高空，用彈簧秤測壓力不但不方便、不準(zhǔn)確也不安全，有些結(jié)構(gòu)的隔離開關(guān)的觸指壓力用彈簧秤根本無法測量（如剪刀式）。

針對目前供電系統(tǒng)的檢修現(xiàn)狀，我們提出來開發(fā)一種用于測量高壓隔離開關(guān)觸指壓力的測量儀，它以進(jìn)口高精度壓力傳感器為核心，采用模擬動觸頭的鉗式傳感器。只要將鉗式模擬觸頭的傳感器在每對觸指接觸位置張開一下，就能顯示出觸指此時的接觸壓力并記憶，有效解決了測量觸指壓力的一大難題。

2"高壓隔離開關(guān)觸指壓力測量儀原理

2.1"測量原理

高壓隔離開關(guān)觸指壓力測量儀主要由由模擬觸頭和主機(jī)測量系統(tǒng)兩部分組成。如圖1所示。模擬觸頭（圖2）由手柄、柄桿、插入位置指示滑標(biāo)、模擬觸頭寬度調(diào)節(jié)螺栓、壓塊、組裝而成。模擬觸頭寬度調(diào)節(jié)根據(jù)游標(biāo)卡尺測量結(jié)果，通過調(diào)節(jié)螺栓S調(diào)整開距。將調(diào)節(jié)好的模擬觸頭插入隔離開關(guān)實(shí)際合閘位置（事先由柄桿上的觸頭插入位置指示滑標(biāo)確定），隔離開關(guān)任一對觸指壓力通過壓力傳動滑塊傳遞到柔性薄膜式壓力傳感器上，由數(shù)字測量顯示器直接讀取壓力數(shù)值。

圖1"測量方法示意圖"""""""""""""""圖2"模擬觸頭

2.2"應(yīng)用電路原理

柔性薄膜式壓力傳感器應(yīng)用電路原理如圖3所示。在無負(fù)載情況下，輸出為0nbsp;V;在負(fù)載445N（100ibs=45.45kg=445.41N）時，輸出是4.2"V，輸出電壓與負(fù)載具有高度線性關(guān)系。輸出電壓-"負(fù)載關(guān)系如圖4所示。高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀原理圖如圖4"所示，選用的CPU"為T"I"公司16"位單片機(jī)MSP430MCU，高精度16位AD轉(zhuǎn)換器。

圖3"柔性薄膜式壓力傳感器""""""""""""""""圖4"輸出電壓-"負(fù)載關(guān)系

應(yīng)用電路原理圖

2.3"測量方法

確定需要測量隔離開關(guān)觸指壓力的觸頭接觸面的寬度。根據(jù)觸頭寬度調(diào)整模擬觸頭的寬度a（精度+0.1mm）（見圖5），使a等于實(shí)際觸頭寬度，然后將調(diào)整好的模擬觸頭在需要測量的觸指與觸頭接觸線處，用手握住手柄使前端張開至a值，此時檢測儀顯示兩組數(shù)字，一組是隨模擬觸頭感受壓力的大小顯示瞬時值，另一組跟蹤模擬觸頭感受壓力的峰值（最大值）壓力顯示并自動鎖定。

2.4?"技術(shù)特點(diǎn)

2.4.1、壓力傳感器的選擇與模擬觸頭的設(shè)計(jì)。

采用柔性薄膜式壓力傳感器柔性薄膜式壓力傳感器屬于壓阻效應(yīng)型壓力傳感器，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、壓力與電阻變化具有高度線性關(guān)系;2、傳感器本體非常薄（0.127"mm）且具有可撓性，屬于薄片式感測元件。壓力傳感器應(yīng)與模擬觸頭相結(jié)合，滿足足夠的精度要求及靈敏性。

隔離開關(guān)種類繁多，不同廠家同型號的隔離開關(guān)觸頭都存在差異，設(shè)計(jì)的傳感器模擬觸頭具備通用性，同時模擬觸頭的設(shè)計(jì)簡單，滿足高精度機(jī)械加工的需要。可單獨(dú)進(jìn)行任一對觸指壓力的測量。

2.4.2計(jì)算機(jī)軟硬件低功耗的設(shè)計(jì)。

擬選用TI公司的MSP430"MCU，選用高精度16位AD轉(zhuǎn)換器和大容量高性能聚合鋰電池，采用最新的電子技術(shù)和電源技術(shù)，使之實(shí)現(xiàn)智能化、低功耗、帶電池便攜式測量;

2.4.3數(shù)據(jù)管理與分析。

儀器配置SD卡接口及USB接口，測量數(shù)據(jù)直接存儲在SD卡或USB內(nèi)，然后通過數(shù)據(jù)分析軟件，可以將SD卡或USB內(nèi)數(shù)據(jù)保存在電腦上，也可以將波形和試驗(yàn)數(shù)據(jù)打印出來，便于存檔和數(shù)據(jù)比對，實(shí)在數(shù)據(jù)檔案管理。

3 儀器應(yīng)用效果

由于模擬觸頭可調(diào)節(jié)性強(qiáng)，可以根據(jù)觸指類型進(jìn)行更換，單人即可在架構(gòu)上進(jìn)行操作。高壓隔離開關(guān)觸指壓力測量儀的開發(fā)，為我們高壓隔離開關(guān)日常檢修維護(hù)提供了技術(shù)支持。自今年以來，結(jié)合停電檢修利用此儀器開展了各類高壓隔離開關(guān)觸指壓力測量36相次，發(fā)現(xiàn)觸指壓力不足4相，更換觸頭彈簧8根，有效降低了高壓隔離開關(guān)動靜觸頭發(fā)熱的隱患，減少了非計(jì)劃停電檢修次數(shù)，有效提高了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。

4""結(jié)束語

通過開發(fā)上述高壓隔離開關(guān)觸指壓力測量儀，使各類檢修導(dǎo)程（規(guī)程）、標(biāo)準(zhǔn)中測量觸指接觸壓力的規(guī)定，在實(shí)際檢修維護(hù)工作中可以得到落實(shí)，為完善高壓隔離開關(guān)測試項(xiàng)目創(chuàng)造了條件，對保證高壓隔離開關(guān)設(shè)備正常和保障電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要意義。隨著南方電網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備檢修規(guī)程》的頒發(fā)實(shí)施，在以后的高壓隔離開關(guān)檢修維護(hù)過程中將逐步開展觸指壓力的測試。

參考文獻(xiàn)：

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