隔离刀闸（共4篇）
隔离刀闸 篇1
1 概述
广东省潮州市凤凰水电厂位于广东省潮安县北部山区, 由凤凰水库、一级电站和二级电站A站、B站组成。凤凰水库建成于1968年, 集雨面积164km², 多年平均径流量24403万m³, 水库正常蓄水位高程332.0m, 相应库容5170万m³。二级电站A站、B站位于潮安县归湖镇, 为引水式电站, 引水渠道全长15.6km, 最大流量12 m³/s, 设计水头250.8m, 其中B站建成于2004年, 装2台12000k W发电机, 全厂设计发电量1.3亿k W·h, 是潮州市的骨干发电厂, 为粤东地区的经济发展和稳定发挥了重要的作用。
二级电站B站自2004年10月投产以来, 于2008年1月4日二级电站B站在做年度预防性试验的安全措施的过程中, 在拉开110k V线路的1011隔离刀闸时发现其无法分合闸。
为我厂的安全生产着想, 我们经过多方查找资料、对图纸进行认真细致的研究分析和运行实践考察, 找到了隔离刀闸无法分合闸的原因, 并对其进行了必要的改进处理, 取得了一定的效果。
2 主要技术参数
2.1 水轮机的主要技术参数
型号:HLA542-LJ-130;
额定出力:12000k W;
设计流量:5.457;
设计水头:250.8;
额定转速:750r/min。
2.2 发电机的主要技术参数
额定容量:15000k VA
功率因数:0.8
2.3 隔离刀闸的主要技术参数
型号:GW5-126型
额定电压:126k V
额定电流:630A
3 隔离刀闸的作用、构成和动作原理
3.1 隔离刀闸的作用
线路隔离刀闸是供高压线路在无载流情况下进行换接, 以及对被检修的高压母线、断路器等电气设备与带电高压母线进行电气隔离之用, 在主闸刀处于正常分闸位置时提供一个符合安全要求的可见的绝缘距离。
其主要用途:
(a) 设备检修时, 用其来隔离有电和无电部分, 形成明显的断开点, 使检修的设备与力系统隔离, 保证工作人员和设备的安全;
(b) 其同断路器配合, 进行倒闸操作, 以改变运行方式;
(c) 用来开断小电流电路和旁 (环) 路电流。
3.2 隔离刀闸的构成
二级电站B站110k V线路隔离刀闸采用平顶山天鹰电器开关有限责任公司生产的GW5-126型隔离刀闸, 其主要由底座、支柱绝缘子、接线座装配、左触头装配、右触头装配和接地闸刀等组成, 每个单极隔离开关由二个棒式支柱绝缘子分别固定在一个底座上, 夹角为50°成一个V型结构。
3.3 隔离刀闸的动作原理
GW5-126型隔离刀闸的工作原理是主刀机构输出轴作90°水平旋转, 输出轴通过Φ32焊接钢管、万向头接带动开关本体一侧瓷瓶转动, 通过开关底座内的伞齿轮带动另一侧瓷瓶转动, 从而使两瓷瓶上的触头在分合闸动作一致。当三极联动时, 通过拉杆接头的联动, 使三极隔离开关动作一致, 分合闸位置由机构和本体上相应的限位装置限定。机构中的辅助开关与机构的转轴联接在一起, 在分合闸终止时, 将相应的触点切断或闭合, 从而发出相应的分合闸信号, 从而可以和其它电气设备联锁。
4 故障原因分析
本厂技术人员通过现场检查、图纸对比并进行认真细致的分析研究后, 认为是其操作机构万向头在设计中采用紧定螺钉锁定的方法不合理, 因为紧定螺钉通过固定机构固定在操作机构万向头的表面, 造成紧定螺钉与操作机构万向头只有一个点接触, 接触面积非常小, 在多次操作1011隔离刀闸分合闸后易因机构转动而出现紧定螺钉端部磨损, 紧定螺钉将无法与操作机构万向头严密锁定, 从而出现在操作1011隔离刀闸分合闸时固定机构与操作机构万向头间打滑而无法进行操作, 应予改造。
5 处理情况
通过查找有关隔离刀闸的资料、对厂家的有关图纸和资料进行认真分析研究并咨询有关专业人士的意见后, 我们采取了以下的措施:
(1) 在操作机构万向头上钻一个Φ6孔;
(2) 在操作机构固定机构上钻一个Φ8孔;
(3) 在操作机构万向头上的Φ6孔上加攻M6螺纹;
(4) 用M6螺栓穿过固定机构并将其锁定在操作机构万向头上。
结语
我厂B站110k V线路的1011隔离刀闸的技术改造在不影响原结构基础上, 采用了容易更换且比较固定的螺丝连接, 改造完成后对1011隔离刀闸进行了多次的反复分合操作, 隔离刀闸均分合自如, 符合各项技术经济指标, 说明我们的改造是成功的。
我们通过运行实践、查找资料和研究分析, 找到了凤凰水电厂B站110k V线路的1011隔离刀闸无法分合闸的原因, 后来结合现场实际、隔离刀闸的结构和检修工况, 对隔离刀闸进行了技术改造, 使改造后的隔离刀闸分合自如, 取得了较好的经济效益。
参考文献
[1]季一峰.水电站电气部分 (第二版) [M].北京:水利电力出版社, 1985..
[2]电力工程电气设计手册[M].北京:中国电力出版社, 1990.
解析隔离刀闸发热的原因及措施 篇2
关键词：隔离刀闸,发热,原因与措施
1 引言
隔离开关是高压配电网当中至关重要的电气设备, 通常情况下会与高压断路器一起使用, 以此确保电网运行的安全性和可靠性。隔离开关在电网当中的应用十分广泛, 所以其在运行当中的发热现象越来越明显, 因为发热而引起的故障也经常发生。如果产生发热故障, 就一定要限制负荷或是进行停电处理, 进而对电网运行的安全性与可靠性产生了一定的影响。所以, 我们必须要对隔离开关发热的原因进行探讨, 并找到相应的解决措施。
2 隔离刀闸发热引起的危害
2.1 不同部分的发热导致危害不同
在变电站中, 假如是线路中的侧面刀闸发热, 就必须要让发热线路停止运行工作, 然后进行及时的处理;要是线路中的主线侧刀闸发热或者是主线连接的刀闸的主线侧接头发热, 就要使整条线路的主线停止供电, 然后进行相应的处理;一但要是整个变电器的侧刀闸发热, 立马要停止变电站的输送电流的工作, 在夏季后电力负荷达到高峰的时期, 整个变电站则使用一台变电器进行运行, 通常情况下就要对一部分指线进行限电, 从而影响整个变电站的实际电流负荷的供给, 以及整个系统电力系统再稳定运行条件下电压、功率的分布。
2.2 温度过高, 会降低其使用寿命
由于变电站的刀闸产时间在高温环境下运行, 导致其金属材料在高温下发生退火软化, 其原本的绝缘性能降低, 机械强度也逐渐减弱, 导致使用年限受到影响而降低。情况严重时就会导致短路现象发生, 有可能导致停电事故的突然出现。
3 隔离开关发热原因分析
3.1 连接部分接触不良
连接导线在外界空气或者负荷的影响之下, 会使得连接件热胀冷缩, 进而导致连接螺丝变得松动, 减小了部件的有效接触面积, 增大了收缩电阻;如果外界出现大风, 滚动触头会因为风力的影响使得接触压力失衡, 将会导致接触电阻增大而发热;因为管母摆动, 使得刀闸夹件变松, 进而导致动静触头位置处的弧光放电;隔离开关在运行的过程当中因为电流引发发热现象, 使得弹簧的弹性变差, 这样周而复始, 往复循环, 将会烧损部件。
3.2 安装工艺欠佳
第一次装设调试的时候, 如果导电系统的接触面处理不到位, 比如接触面不平整、存在毛刺、导体扭转弯曲的角度错误、紧固螺丝有松动、固定螺丝受力不平衡、涂抹导电膏或者电力复合脂的时候混入杂质、利用凡士林代替导电膏或者电力复合脂以及涂抹导电膏太多等;触头接触压力、触头插入深度或者回路电阻没有达到相关的规定, 都会增大接触电阻, 导致接触面发热。
3.3 环境温度过高
实际上, 导体在不同的温度条件下, 所能承载的实际电流也是不相同的。由于外界环境升高, 导体本身的电阻值也在相应的增大, 电阻增大会使导体自身的热量提高, 然后温度的提升又会导致电阻增加, 形成了一个恶性循环。实际上的电流还没有达到实际的额定值, 温度的提升也有可能超过标准。
3.4 刀闸结构设计和实际容量的不正确
我们就以JYN2-10-31D型手车开关为例, 这种型号的隔离开关的所使用的插头方式是点接触结构方式, 实际上的接触面积不大;安装工艺没有达到实际要求标准, 刀闸内部的动静触头长时间的分合没有到达所要的位置;部分刀闸的施加设计容量不高, 又长时间处在超负荷的状态下流经电流过大, 使刀闸中的各部分温度超出了实际的温度提升标准。
3.5 运行维护不当
运行维护不当重点包含以下几个方面:①倒闸操作质量不合格进而导致动静触头接触无法达到接触的要求;②在进行手动操作的时候不规范, 发力过渡将会引起机械磨损, 使得触头变形、卡死;③闭合操作的速度比较慢, 进而导致触头过热;④在运行巡检中不够仔细, 没有尽早发现隔离开关的发热状况, 使得发热变得更加严重。
4 隔离开关发热故障处理的措施
4.1 触指故障处理
具体的处理措施如下:取下防雨罩, 取下槽型卡板上面的螺钉, 用手指用力压住触指, 使得其端头位置处的定位销正好离开导电杆, 同时把锈蚀以及弹性较差的弹簧、触指等部件取出来, 把弹簧进行更换。然后用细平板锉缓缓锉掉已经损坏的突出部分, 然后用砂布进行轻轻的打磨, 使得接触面非常平整的同时具备一定的光泽, 尽量降低对于镶银层的影响。如果触指与触头基本没有什么损伤就不需要更换, 可以利用机油、白布清洗其接触面, 除去表面的灰尘与氧化膜, 然后涂抹少许凡士林。
4.2 增强温度、检测工作
现阶段常用的测温方法有两种:①蜡片测温;②红外线测温。在实际观测刀闸温度时可以通过蜡片颜色的变化还有红外线图谱的变化来对温度进行监控, 但是这两种方法都不能给出温度监控的实时数据。由于变电站的快速发展, 对设备进行巡检难度就会更大。所以就需要安装电气节点温度在线检测系统, 这种系统有效的减少了人工劳动力, 也可以准确的测定发热情况, 提前进行报警, 预防和降低事故发生的几率。
4.3 提高技术人员的岗位素质
运行维护人员在对隔离开关进行开、合闸操作的时候, 动作一定要快, 以此减少燃弧的时间, 与此同时, 还要确保合闸到位。检修工作人员在对隔离开关进行检修的过程当中, 需要严格依据规范进行, 仔细对隔离开关进行必需的维护, 确保检修维护的质量。在检修工作结束之后, 还应该认真检查隔离开关每个部件的接头是否紧密结合, 防止因为接触不良而产生的发热故障。
4.4 合理安排负荷能力
结合隔离开关的额定容量以及负荷承受能力来合理安排运行的方式, 使得负荷分散, 防止过载运行。如果隔离开关的工作电流超过其额定电流70%的时候, 将会产生过热故障, 如果适当加大隔离开关的负载能力, 就可以有效应对过载运行。可以对承担大负荷的隔离开关进行增容改造工作, 取代额定容量裕度大的隔离开关, 计算出最大工作电流, 实现工作电流不超过额定容量的70%, 这样就能够加大隔离开关的负载能力, 减少触头发热故障发生的概率。
4.5 参照使用说明, 合理使用刀闸
在安装工程结束后一定要对刀闸的使用说明有一定的了解, 正确认识到刀闸间隔合适的重要性, 合理的控制检测维修的周期时间, 每隔一段时间就要进行维护工作, 杜绝设备发热现象的发生。在工作人员进行刀闸闭合操作时, 一定要在动静触头接触时快速闭合刀闸, 一定不要使用太大的力气, 避免出现刀闸合闸不到位或者是过度闭合的现象, 导致电阻阻值的增大。
4.6 保证设计、施工质量
在设计开始之前, 就要结合实际的变电站负荷情况以及实际的工作运行环境, 准确的计算出每个刀闸的实际参数, 不能把典型图纸拿过来就使用。在施工进行过程中一定按照施工工艺以及设计进行施工, 防止不平衡的现象发生, 在线路进行压接时一定要均匀, 其表面不能有划痕或者是毛刺出现。
5 结束语
综上所述, 随着我国社会经济与科技的高速发展, 对于电网设备的要求也有了更为严格的要求, 而隔离开关是电网设备非常重要的组成部分, 但是因为各个方面条件的约束, 我们只能通过检修管理与运行维护来避免此类事故的发生。我们要从本质上防止隔离开关的发热故障, 采取最为有效的措施不断对隔离开关进行改造与更新, 杜绝发热现象的发生, 促进我国电力事业的发展。
参考文献
[1]夏桂轩, 朱启斌, 王涛, 等.变电站刀闸发热的预防及处理措施分析[J].消费电子, 2013 (22) .
[2]崔艳.刀闸接点发热能源损耗的检查及处理[J].资源节约与环保, 2013 (08) .
隔离刀闸 篇3
户外高压隔离开关是完全暴露在大气环境中的电力设备, 长年累月承受着环境和各种气候条件的影响, 风、雨、雷电、潮气、冰雪、沙尘, 加上盐雾和空气污染以及各种烟尘污秽, 不断侵蚀着金属零件, 使其生锈腐蚀, 进而影响产品的机械性能和电气性能, 威胁到电网的运行安全。隔离开关触臂开裂会使导电回路接触不良, 造成发热, 同样威胁到电网的运行安全。
因此, 本文针对现场实际案例, 对隔离开关触臂焊缝裂纹和触头处硬铝合金发生腐蚀的原因进行分析、探讨, 希望能够对高压隔离开关防护水平的提高起到一些促进作用。
1 案例概述
2011年11月20日, 检修人员现场检查发现220k V盖尾变110k V盖鲤Ⅱ路16N1刀闸A相触头侧导电管焊缝存在裂缝, 并且导电管触头处硬铝合金还出现较严重的腐蚀现象。该事故影响了变电站的安全运行, 带来了不小的经济损失。图1为刀闸触臂发生腐蚀和裂纹的位置图。
2 案例分析
2.1 外观分析
根据GB/T 13298-1991金属显微组织检验方法, 采用金相显微镜PME3-323UN、显微数字摄像系统DP70对刀闸触臂进行外观检查, 检查结果分析如下:
如图2所示, 触臂裂纹位于焊缝连接处靠导电管侧的熔合区, 长度约为周长的二分之三, 同时在焊缝的收弧处发现有弧坑裂纹 (见图3) 。沿纵向破开焊缝发现该焊缝采用插入式角焊缝连接方式。在外表面已开裂的焊缝纵向截面上发现焊缝与导电管间的裂纹已经沿熔合线贯穿到根部 (见图4) , 并且存在根部未熔合现象, 而焊缝与连接座的坡口则完全熔合在一起。在外表面未开裂的焊缝纵向截面上发现焊缝的导电管侧存在坡口未熔合现象 (见图5) , 未熔合区域约占整个焊缝熔合线长度的三分之二, 只有近表面三分之一的区域熔合在一起;同时焊缝的连接座侧也存在坡口未熔合现象, 未熔合区域约占整个熔合线长度的五分之一。将图6处焊缝与导电管坡口未熔合区域放在金相显微镜下观察, 发现在坡口未熔合区域的尖端产生了裂纹 (见图6) , 并且裂纹的扩展方向也发生了曲折。在金相显微镜下对导电管的外表面进行观察, 发现其外表面附有一层涂层 (见图7) , 厚度约为40μm。
导电管触头附近的硬铝合金有较严重的腐蚀现象 (见图8) , 其表面附着白色腐蚀产物, 并有部分腐蚀产物与基体发生剥离。导电管端部两侧安装触头的位置均加工成平台, 在平台段与圆形段导电管间出现明显的腐蚀分界线, 圆形段导电管表面完好, 而平台段表面则全部腐蚀, 看不到表面涂层。导电管端部固定螺栓和锁紧块的材质为碳钢, 触头为铜质镀银材质。
2.2 化学成分分析
依据GB/T 20975-2008《铝及铝合金化学分析方法》对连接座和导电管分别进行化学成分分析, 结果见表1所示。
wt%
3 综合分析与讨论
从焊缝的纵向截面观察发现受检焊缝存在严重坡口未熔合及根部未焊透现象, 同时在焊缝的收弧处还发现有弧坑裂纹, 以上现象说明该焊缝的焊接质量不合格。焊缝存在的严重坡口未熔合使其承载截面减小, 同时在未熔合尖端产生应力集中, 导致部件承载能力严重下降。从图7观察到在坡口未熔合区域的尖端产生了裂纹, 由此推断裂纹是在未熔合区域的尖端萌生, 并沿着熔合线由内向外壁扩展, 最后贯穿到外表面。所以焊接质量不合格是造成裂纹产生的主要原因。
影响金属材料大气腐蚀的主要因素有本身材质及气象、污染等环境因素。若将铝合金置于大气环境中, 在表面会形成致密的氧化膜Al2O3, 若有水或有大量水蒸气存在, Al2O3将会转化为Al (OH) 3。Al (OH) 3属于两性氧化物, 在酸碱环境中都会溶解, 所以大部分的降雨、雾和铝表面小孔内的电解质都会使铝合金处于腐蚀状态。除了铝合金本身的腐蚀特性外, 材料服役的环境因素 (湿度、温度、腐蚀性介质浓度等) 都可以诱使铝合金加速腐蚀, 特别是大气环境中若含有二氧化硫、二氧化氮、氯化物等气体, 腐蚀速率将急剧加剧。此外, 化学成分分析结果表明导电管铝合金材料的Cu、Mg含量较高, 因而导致其耐腐蚀性降低。
导电管触头在露天环境下工作, 长时间与雨水和大气中的腐蚀性气体接触, 若未进行一定的防腐处理, 极容易发生腐蚀。生产厂家未能提供导电管具体的牌号和表面处理状况, 给分析工作带来一定的困难。用便携式合金分析仪对导电管圆形段表面进行金属元素分析时发现表面测不出金属元素, 结合金相显微观察结果判断该段导电管表面附有一层非金属涂层, 所以未发生腐蚀。而导电管触头附近平台段表面已全部发生较严重的腐蚀, 故推断该区域表面极可能没有保护涂层。导电管端部螺栓和锁紧块的材质为碳钢, 触头为铜质镀银材质, 在含有电解质水汽的作用下也会与铝合金构成腐蚀原电池系统, 从而发生电化学腐蚀, 上述两种腐蚀机理的共同作用导致导电管铝合金局部受到严重腐蚀。
4 结论
220k V盖尾变110k V盖鲤Ⅱ路16N1刀闸A相触臂导电管和连接座间的焊缝开裂主要是由于焊接质量不合格所 (焊缝存在严重未熔合缺陷) 造成的;同时, 导电管触头附近由于防腐保护措施不当, 在环境腐蚀介质和异种金属电化学腐蚀的共同作用下, 导致其局部发生严重腐蚀。
5 措施及建议
(1) 加强对同类型刀闸触臂的检查工作, 发现异常及时更换。
(2) 加强入网设备及其零部件的质量验收与管理工作, 并要求厂家提供完整的技术资料 (包括设计图纸、产品质量证明书等) 。
参考文献
[1]杨德钧, 沈卓身.金属腐蚀学[M].北京:冶金工业出版社, 1999.
[2]张李峰, 周爱君, 张兵, 等.330k V换流站隔离开关静触头失效原因分析[J].陕西电力, 2012, 40 (12) :72-74.
[3]林海晴.隔离刀闸导电杆支撑件断裂原因分析[J].福建电力与电工, 2004, 4.
隔离刀闸 篇4
1 隔离刀闸控制回路介绍
(1) 控制回路
如图1, 控制回路主要由外回路及刀闸机构两部分组成, 绿色双实线为外回路部分, 位于刀闸端子箱中;外回路部分还包含电气闭锁回路, 红色虚线为电气闭锁回路;蓝色实线为机构箱回路部分, 位于机构箱中。
(2) 隔离开关闭锁回路
如图2, 闭锁回路主要由断路器辅助接点 (DLA、DLB、DLC) 、电流继电器 (KA) 、热偶继电器 (RJ) 、交流继电器 (JLC) 等组成。
2 隔离刀闸控制回路缺陷的查找
隔离刀闸拒动, 首先需区分是动力回路问题还是控制回路问题;当在端子箱按合闸或分闸按钮时, 无法听到接触器动作声音时, 则是控制回路问题;若接触器动作了而电机无法启动, 则是动力回路问题[2]。
(1) 动力回路问题
逐级检查空气开关、热耦继电器及电机绕组。
(2) 控制回路问题
用万用表, 采用“电压法”与“电阻法”相结合, 对照机构控制回路图, 从控制回路的电源端开始, 分段分析、沿着回路逐点排查故障点。
3 常见故障点分析
(1) 热偶继电器故障
热偶继电器的工作原理是由流入热偶元件的电流产生热量, 使有不同膨胀系数的双金属片发生形变, 当形变达到一定距离时, 就推动连杆动作, 使控制电路断开, 从而使接触器失电, 主电路断开, 实现电动机的过载保护[3]。图3为正常状态, 图4为故障状态。
热偶继电器动作原因分析如下:
1) 刀闸或者电动机卡涩, 导致传动阻力大;
2) 热偶继电器动作整定值偏小。
相应的处理方法:1
1) 润滑刀闸传动轴或者刀闸电动机;
2) 热偶继电器动作调整为2.5 A。
(2) 交流接触器故障
交流接触器的工作原理结构如图5所示, 当线圈通电时, 铁芯被磁化, 吸引衔铁向左运动, 使得常闭辅助触头断开, 常开主触头闭合。当线圈断电时, 磁力消失, 在反力弹簧的作用下, 衔铁回到原来位置, 即使触头恢复到原来状态[4]。
交流接触器故障分析:由于在室外长期处于高温下, 导致其老化。
(3) 行程开关故障
图6为行程开关, 是用来反映该刀闸状态的位置接点, 经常出现接触不良、转换不良、抖动等现象。解决方法如下。
1) 更换行程开关另一对辅助接点
如果闭锁回路辅助接点出现接触不良, 需通过更换另一对辅助接点恢复正常。
2) 更换整个行程开关
如果辅助接点出现转换不良, 可临时先通过短接辅助接点的方法处理, 之后必须更换整个行程开关, 以防回路缺失闭锁条件。
3) 改进
在原有的行程开关辅助接点的基础上, 并接多一对辅助接点, 达到双保险的目的。
4 总结
西门子隔离刀闸控制回路故障是继电保护的常见缺陷, 通过图纸讲解及缺陷查找, 重点分析常见的故障点, 举一反三, 为西门子隔离刀闸二次回路故障的消除提供了有力的参考。
参考文献
[1]彭理燕.变电站电气设备[M].北京:中国电力出版社, 2010.
[2]郑新才, 陈国永.220 k V变电站典型二次回路详解[M].北京:中国电力出版社, 2010.
[3]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社, 2009.