王安洪

摘 要：通過(guò)對(duì)GN22-10/4000-63型隔離開(kāi)關(guān)的發(fā)熱分析，了解隔離開(kāi)關(guān)的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、操作過(guò)程。對(duì)該型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行監(jiān)視、運(yùn)行操作及檢修維護(hù)起到一定的指導(dǎo)作用。同時(shí)對(duì)該型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)所發(fā)生的缺陷能夠盡快得出相應(yīng)的處理方法和對(duì)策起到幫助作用。

關(guān)鍵詞：隔離開(kāi)關(guān)；發(fā)熱；操作方法；運(yùn)行監(jiān)視；安裝調(diào)試

中圖分類(lèi)號(hào)：TM564 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0100-03

隨著電力系統(tǒng)的規(guī)模日益擴(kuò)大，許多大容量的發(fā)電機(jī)組和用電負(fù)荷不斷涌現(xiàn)，許多輸配電設(shè)備也不得不增加容量和體積，使其能夠通過(guò)更大的電流。但是，隨著輸送的電流加大，輸配電設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題也在逐漸增多，比如設(shè)備的發(fā)熱問(wèn)題等，這些都是電力行業(yè)一次設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、檢修等隨處可見(jiàn)的問(wèn)題。現(xiàn)就本公司小巖頭電站GN22-10/4000-63型機(jī)組出口隔離開(kāi)關(guān)的發(fā)熱缺陷來(lái)進(jìn)行分析。

1 隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理

1.1 隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)

該型隔離開(kāi)關(guān)為三極閘刀式開(kāi)關(guān)，操作運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)為一常規(guī)四桿機(jī)構(gòu)，其主軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度約90°；接觸壓力由特殊設(shè)計(jì)的傳力機(jī)構(gòu)，通過(guò)由磁鎖板組成的杠桿系統(tǒng)放大后產(chǎn)生，具有較大的接觸壓力；觸刀由銅板彎折成槽狀或由銅板加角鋼型零件組成，以提高機(jī)械和電氣性能。開(kāi)關(guān)接觸可靠，具有一定自潔能力。其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。

1.2 隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作原理

該型隔離開(kāi)關(guān)采用了合閘→鎖緊兩步動(dòng)作原理，即主軸轉(zhuǎn)動(dòng)約80°角位移為合閘角，用于轉(zhuǎn)動(dòng)觸刀。使之從開(kāi)斷極限位置運(yùn)動(dòng)到合閘極限位置，該過(guò)程，隔離開(kāi)關(guān)鎖緊裝置一直處于解鎖狀態(tài)（見(jiàn)圖2）；主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的后10°角位移為接觸角，用于鎖緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作，通過(guò)滑塊帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，從而使兩側(cè)頂桿推出，磁鎖板起杠桿作用，將頂桿的推力放大約5.5倍后壓緊在觸刀上，形成接觸壓力。該過(guò)程，使隔離開(kāi)關(guān)鎖緊裝置轉(zhuǎn)換為鎖緊狀態(tài)（見(jiàn)圖3）。

1.3 動(dòng)作過(guò)程

1.3.1 當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)由（分閘→合閘）時(shí)

（1）操作隔離開(kāi)關(guān)操作把手，使隔離開(kāi)關(guān)觸刀由斷開(kāi)位置往靜觸頭處作80°角度運(yùn)動(dòng)，此時(shí)隔離開(kāi)關(guān)已由分閘位置動(dòng)作至合閘位置。動(dòng)靜觸頭接觸，位置準(zhǔn)確，但未鎖緊。此過(guò)程操作力矩較小，一般輕松就可將隔離開(kāi)關(guān)合上。（2）操作隔離開(kāi)關(guān)操作把手，使隔離開(kāi)關(guān)拉桿由80°位置運(yùn)動(dòng)至90°位置，此時(shí)隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭上的搖桿機(jī)構(gòu)將頂銷(xiāo)頂下，鎖緊裝置的頂桿向隔離開(kāi)關(guān)觸刀兩側(cè)伸出，頂出觸刀外側(cè)的磁鎖板。從而使動(dòng)靜觸頭緊密結(jié)合。

1.3.2 當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)由（合閘→分閘）時(shí)

（1）操作隔離開(kāi)關(guān)操作把手，使隔離開(kāi)關(guān)拉桿由90°位置運(yùn)動(dòng)至80°位置，此時(shí)隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭上的搖桿機(jī)構(gòu)向上動(dòng)作，讓頂銷(xiāo)彈出，鎖緊裝置的頂桿向內(nèi)縮進(jìn)，隔離開(kāi)關(guān)觸刀外側(cè)的磁鎖板失去壓力，從而將靜觸頭輕微分開(kāi)。（2）操作隔離開(kāi)關(guān)把手，使隔離開(kāi)關(guān)觸刀由80°位置運(yùn)動(dòng)至0°位置，此時(shí)隔離開(kāi)關(guān)由合閘位置至分閘位置。

2 隔離開(kāi)關(guān)過(guò)熱缺陷情況

我公司小巖頭電站GN22-10/4000-63型隔離開(kāi)關(guān)共6臺(tái)，均用在發(fā)電機(jī)出口，其發(fā)電機(jī)額定電流為2801A，在投產(chǎn)運(yùn)行后，均存在不同程度的發(fā)熱情況。2015年，其中一臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)溫度最高達(dá)90℃，發(fā)生過(guò)熱后，測(cè)量其接觸電阻約1000μΩ。

3 隔離開(kāi)關(guān)過(guò)熱的原因分析

在大電流運(yùn)行時(shí)，由于動(dòng)靜觸頭間接觸不良，接觸壓力不夠，導(dǎo)致主回路接觸電阻增大，從而使隔離開(kāi)關(guān)發(fā)熱，動(dòng)靜觸頭在高溫的作用下不斷發(fā)生氧化，運(yùn)行工況越來(lái)越惡化，形成惡性循環(huán)，若不能及時(shí)消除缺陷，發(fā)熱便會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，最終可能導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)燒壞。

4 安裝維護(hù)及運(yùn)行存在問(wèn)題分析

在巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)溫度升高以后，電站立即組織對(duì)隔離開(kāi)關(guān)發(fā)熱問(wèn)題進(jìn)行分析處理。其出現(xiàn)上述缺陷的原因分析如下：

（1）在安裝時(shí)，由于設(shè)備屬于成套設(shè)備，其成套設(shè)備的生產(chǎn)商均外購(gòu)其它廠家的隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行組裝，其成套設(shè)備生產(chǎn)商的組裝人員沒(méi)有真正掌握其隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)及工作原理，也沒(méi)有仔細(xì)閱讀隔離開(kāi)關(guān)的安裝及調(diào)試說(shuō)明書(shū)，導(dǎo)致缺陷從出廠時(shí)就存在。（2）安裝單位人員不熟悉該型隔離開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理。在機(jī)電設(shè)備安裝過(guò)程中，安裝單位僅將配電柜安裝就位并連上母排，配電柜安裝就位后由于安裝人員不知道該型隔離開(kāi)關(guān)工作原理，未對(duì)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行認(rèn)真調(diào)試。（3）在設(shè)備驗(yàn)收過(guò)程中，由于驗(yàn)收人員沒(méi)有對(duì)設(shè)備進(jìn)行逐一操作試驗(yàn)檢查，驗(yàn)收人員亦不熟悉隔離開(kāi)關(guān)工作原理，導(dǎo)致驗(yàn)收疏漏，從而一直帶病運(yùn)行。（4）運(yùn)行及檢修維護(hù)人員不熟悉隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作原理，在操作時(shí)沒(méi)有完全操作到位，消缺時(shí)沒(méi)有解決設(shè)備的真實(shí)問(wèn)題，誤以為僅將隔離開(kāi)關(guān)鎖緊螺母調(diào)節(jié)至隔離開(kāi)關(guān)觸刀與靜觸頭接觸緊密方可，在調(diào)節(jié)過(guò)程中，為了使動(dòng)觸頭與靜觸頭接觸緊密，因此只能用力鎖緊螺母，這樣一來(lái)，極大地增大了隔離開(kāi)關(guān)在合閘過(guò)程中動(dòng)靜觸頭之間的摩擦力，導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)合閘力矩增大。因此運(yùn)行操作人員常常在操作過(guò)程中必須猛力操作才能合上隔離開(kāi)關(guān)。由于用力過(guò)猛，導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)觸頭拉傷，鍍銀觸頭經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不當(dāng)操作，導(dǎo)致鍍銀層磨損，從而也增大了隔離開(kāi)關(guān)的接觸電阻，甚至出現(xiàn)合不上拉不開(kāi)等問(wèn)題。

以上原因分析得出，在該型隔離開(kāi)關(guān)從組裝→安裝→驗(yàn)收→投運(yùn)→操作→消缺維護(hù)的整過(guò)過(guò)程中，均存在工作人員由于不熟悉設(shè)備工作原理而導(dǎo)致了發(fā)熱的缺陷問(wèn)題。

5 隔離開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)缺陷分析

（1）正常運(yùn)行時(shí)，動(dòng)靜觸頭連接，但搖桿機(jī)構(gòu)存在導(dǎo)流現(xiàn)象。因?yàn)閾u桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)一直將頂銷(xiāo)頂住，并一直靠在靜觸頭上的解鎖限位樁上，將動(dòng)靜觸頭連接，形成導(dǎo)流回路。此時(shí)在動(dòng)靜觸頭上除了主回路導(dǎo)流外，搖桿機(jī)構(gòu)也會(huì)導(dǎo)流，搖桿機(jī)構(gòu)與靜觸頭上的限位樁輕微接觸，其接觸電阻大，其與主回路形成并聯(lián)，雖然電阻大的分流小，但仍然存在發(fā)熱，這對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生一定影響。（2）在正常操作隔離開(kāi)關(guān)合閘后，因磁鎖板被頂桿頂住，通過(guò)杠桿原理，磁鎖板將頂桿的力放大約5.5倍后作用于動(dòng)靜觸頭，此時(shí)磁鎖板長(zhǎng)期承受此力量，容易造成磁鎖板金屬疲勞，形成變形，使觸頭接觸壓力降低，從而在運(yùn)行過(guò)程中造成接觸電阻增大。

6 處理方法及防范措施

在分析其隔離開(kāi)關(guān)發(fā)熱原因后，通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，電站所有同型號(hào)的6臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)均存在上述問(wèn)題，其根本原因就是鎖緊裝置沒(méi)有鎖緊，各臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)都有不同程度的發(fā)熱現(xiàn)象，針對(duì)以上問(wèn)題，電站進(jìn)行了如下處理和采取了防范措施：

（1）調(diào)整隔離開(kāi)關(guān)拉桿行程，讓操作把手有足夠的行程將其動(dòng)觸頭磁鎖板鎖緊，讓其無(wú)任何擺動(dòng)，拉開(kāi)或合上隔離開(kāi)關(guān)時(shí)操作靈活。調(diào)整拉桿行程時(shí)，將隔離開(kāi)關(guān)合閘到位處于未鎖緊狀態(tài)時(shí)，調(diào)整隔離開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)與開(kāi)斷側(cè)壓緊磁鎖板的螺栓，使磁鎖板頂桿端部距離為0.1mm，并使觸頭與觸刀之間保證較合理的間隙，保證隔離開(kāi)關(guān)能靈活分合，再通過(guò)操作機(jī)構(gòu)的拉桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)螺母，將拉桿伸長(zhǎng)，當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)鎖緊裝置的兩片頂桿對(duì)齊在一條直線上時(shí)，表示磁鎖板已最大限度鎖緊。（2）清掃和打磨觸頭，用白布沾上酒精，對(duì)動(dòng)靜觸頭進(jìn)行清潔，再用7000目的砂紙對(duì)動(dòng)靜觸頭進(jìn)行打磨和修復(fù)，處理完畢后，涂上凡士林對(duì)觸頭進(jìn)行潤(rùn)滑，使操作更為靈活。并對(duì)隔離開(kāi)關(guān)接觸電阻進(jìn)行測(cè)量，讓其保證在50μΩ以?xún)?nèi)。（3）加強(qiáng)溫度監(jiān)視，運(yùn)行時(shí)，巡檢人員在巡檢過(guò)程中用紅外測(cè)溫儀測(cè)量隔離開(kāi)關(guān)觸頭處的溫度，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，應(yīng)立即進(jìn)行處理。并將隔離開(kāi)關(guān)柜上的固定有機(jī)玻璃板觀察窗拆下，將觀察窗口更換為有機(jī)玻璃小抽板，便于測(cè)量其溫度。若沒(méi)有設(shè)置觀察窗口的開(kāi)關(guān)柜，應(yīng)在開(kāi)關(guān)柜上開(kāi)鑿長(zhǎng)寬尺寸為20*8.5cm的觀察孔，并安裝有機(jī)玻璃小抽板對(duì)觀察孔進(jìn)行封閉。（4）搖桿機(jī)構(gòu)涂刷環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行絕緣隔離，讓電流全部通過(guò)主回路流過(guò)。（5）加強(qiáng)運(yùn)維人員技能培訓(xùn)，因檢修運(yùn)維人員對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理不熟悉，不了解，因此應(yīng)加大培訓(xùn)力度，讓每位生產(chǎn)運(yùn)維人員了解和掌握設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理，從而能更好地對(duì)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢修維護(hù)處理，運(yùn)行操作人員能正確操作設(shè)備。（6）加強(qiáng)建設(shè)期機(jī)電設(shè)備驗(yàn)收力度，針對(duì)此型號(hào)或與此結(jié)構(gòu)原理相似的隔離開(kāi)關(guān)驗(yàn)收、投運(yùn)，必須認(rèn)真進(jìn)行檢查和操作試驗(yàn)，保證其調(diào)試合格后再投入運(yùn)行。（7）定期檢查隔離開(kāi)關(guān)接觸電阻，當(dāng)發(fā)現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)接觸電阻增大時(shí)，立即進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整。增配磁鎖板備品零件，當(dāng)發(fā)現(xiàn)磁鎖板強(qiáng)度或形狀發(fā)生改變時(shí)，應(yīng)立即更換新的磁鎖板，保證磁鎖板長(zhǎng)期處于正常狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]GN22-10系列高壓隔離開(kāi)關(guān)安裝使用說(shuō)明書(shū).endprint