GW16型隔离开关（精选8篇）
GW16型隔离开关 篇1
GW16/17型隔离开关是高压系统中常用的配电设备, 在高电压系统中应用十分广泛, 其主要由静触头装配、主闸刀系统、接地刀闸、转动瓷瓶和支持瓷瓶、底座装配和传动系统、操动机构组成。结构简单、安装和操作方便, 但随着运行时间的推移, 该型号隔离开关暴露出了如触头发热、转动不灵活、瓷瓶脱落、操作机构不正常工作、接地刀闸操作困难、不到位等问题。本文针对这些问题进行了分析, 提出了完善化改造方案, 并在实际应用中效果良好。
1 隔离开关特点
GW16/17型隔离开关是平顶山高压开关厂生产的产品, 由于良好的特性使其在高压系统中有着广泛应用。 (1) 载流能力大, 外形尺寸小, 结构紧凑, 占地面积小; (2) 动触头与静触头接触面积大 (使用于管母线和软母线) ; (3) 采用钳式结构夹紧静触头, 夹紧力可靠; (4) 机械性能和导电性能非常可靠; (5) 合闸的可靠性:1) 采用顶压脱钩装置保证开关合闸可靠;2) 相对独立的运动原理:由于钳夹的压力由夹紧弹簧力保证, 使得主触头的可靠性得到保证。采用顶压脱扣装置保证隔离开关的可靠合闸, 任凭风力、地震力、电动力等外力的影响, 隔离开关始终保持良好的工作状态;3) 短路性能的改造:当短路电流通过时, 电动力使得动触片夹紧静触杆的压力增大。带电部分的管状设计也防止出现内部电动力;4) 触头钳夹范围大:在隔离开关合闸过程中, 动触头一直处于张开状态, 靠近静触头时开始合拢, 这时动触片夹住静触杆并逐渐增加压力直至夹紧, 这种结构钳夹范围大, 使用于所有软母线和管母线。 (6) 可靠的电接触:圆锥形触指的设计, 保证了导电体在旋转过程中良好的导电特性。每一锥形触指配有一个独立弹簧, 以保证接触压力。该结构能最大限度减少短路情况下的排斥力, 并避免了电流通过触指弹簧使弹簧发热, 良好的通风散热系统提高了装置的散热性能。
2 存在问题
2.1 流系统接触面过热
(1) 触头发热:主要有静触头烧损, 钢芯铝绞线散股, 夹板、夹块开裂, 紧固螺栓松动, 铜铝过渡套损伤。
(2) 主导电系统过热:刀闸合闸不到位, 导致动、静触头接触点压力不够, 动、静触面不平整, 镀银层磨损、脱落;导电带与触片以及动触头座之间的连接不紧、接触面氧化, 导电带折断严重, 上导电管和动触头底座接触面氧化。中间接头的转动触头发热, 弹簧开裂变形。触指表面镀银层损坏, 压块损坏, 接线底座转动触头装配处发热。引线线夹和接线底座之间的接触面松动、氧化。
2.2 转动、传动部分锈蚀
220 k V GW16/17型隔离开关为三相联动操作方式, 三相之间通过连杆形成联动, 机构通过电机带动齿轮丝杆、丝杆螺母、拔叉以及五级调节法兰盘, 使机构减速, 并将力矩传递给开关主轴, 使之动作。受安装水平影响, 转动瓷瓶和支持瓷瓶的安装垂直高度达不到要求, 三相底座不在同一水平面上, 三相水平连杆不在同一直线以及连杆的强度不够。由于操作力矩过大, 接线底座装配处的大伞齿轮与齿轮轴焊接处容易脱落, 原因是下导电杆内的平衡弹簧的调节不到位, 压缩量小, 导致刀闸合闸时操作力矩很大。复合轴套拐臂的连接轴销处锈蚀, 轴与铜套之间为硬性接触, 天长地久, 铜套与主轴之间锈蚀, 造成转动困难, 有时在解体时发现开关安装处涂油不均匀, 轴套磨损严重。
2.3 操动机构故障
(1) 机构传动轴与辅助开关采用连杆连接, 有时传动角度不够, 接点接触不良, 造成不能分、合闸; (2) 辅助开头质量差, 触头生锈造成接触不良, 使隔离开关不能分、合闸; (3) 操作电源回路、电源保险烧坏等; (4) 分、合闸止位接点设计不合理, 材质差, 到位后不能可靠切换, 使分、合闸回路不通。
2.4 绝缘瓷瓶断裂
主要是转动瓷瓶断裂比较多见, 也有支持瓷瓶断裂现象。转动瓷瓶断裂的主要原因是刀闸的转动和传动部分锈蚀, 润滑油干涩, 导致操作力矩大大增加, 瓷瓶受很大的扭矩而被断裂, 瓷瓶的法兰胶合处长期受到风雨侵蚀、热胀冷缩而逐层脱落, 如此反复恶循环, 最终导致绝缘子与法兰在外力作用下最终完全脱离。另一个原因是平衡弹簧的调节不当。
2.5 接地刀闸操作困难
我局在改造前, 很多接地刀闸尽管是单相操作, 仍十分费力, 分合闸不到位。主要原因是隔离开关地刀的手力机构, 长期受风雨侵蚀, 转动部位密封不严, 原来虽然涂有润滑油脂, 但在雨水、灰尘、铁锈等一起作用下结成一层干枯的硬层, 将转动轴粘结在一起, 导致转动困难卡涩。
3 采取的改进方案
针对上述隔离开关存在的问题, 结合我局500 k V福州变电所、500 k V莆田变电所、220 k V GW16/17型隔离开关运行、操作实际情况, 确定这类隔离开关的完善化改造方案。
GW16型隔离开关主闸刀结构原理如图1所示, GW17型隔离开关结构原理类似。
3.1 主导电系统的改造
(1) 对导电接触面打磨平整, 固定接触面如线夹处, 涂导电膏, 使之接触良好。动、静触头接触处涂导电膏或者中性凡士林, 但不能涂太多, 以均匀薄层为好, 否则容易沾染灰尘, 影响接触。打磨时要注意不要将镀银层磨去太多, 对镀银层烧损脱落的应重新镀银处理。
(2) 增加接触压力。由于开关在运行中防雨罩老化破损, 雨水进入导电管内部, 使内部夹紧弹簧、弹性圆柱销锈蚀, 使弹簧的压力减少, 圆柱销被切断, 导致动触头无法夹紧。另外由于连接叉中间的小滚轮磨损严重变形, 也会导致加紧力的减少。根据现场的检修经验, 将φ6弹性圆柱销换成φ8弹性圆柱销内加φ5弹性圆柱销, 防雨罩更换, 将夹紧弹簧全部更换。
原上导电管下端顶压脱扣装置的滚轮为环氧树脂材料很容易磨损, 滚轮一旦发生破裂变形, 将严重影响隔离开关的分合闸, 动触片的夹紧力。将滚轮改为不锈钢滚轮后将不会发生滚轮破裂变形问题。同时将上导电杆内部操作杆更换为环氧树脂材料, 避免由于不锈钢滚轮导致隔离开关在运行中导电杆内部存在分流现象。
(3) 将上导电管内部顶杆的上下端杆的材质改为不锈钢, 且将顶杆上的弹簧重新设计, 端杆改为不锈钢后, 克服了过去端杆分闸运动的问题, 新型弹簧降低了弹簧的长期疲劳度, 提高了隔离开关合闸后触指夹紧力的长期稳定性。
(4) 下导电管内部齿条拉杆的下端改为可调接头。在现场可方便调整可调接头长短, 使隔离开关合闸后上、下导电管保持在一条直线上, 且调整后不会发生位置变动。避免了合闸不到位的现象。
(5) 齿轮箱内的齿轮转动范围大, 应在齿轮两侧加环氧树脂垫片, 并在弹性卡箍固定定位, 装配好后在齿轮箱内加黄油。
3.2 对操作机构进行改造
3.2.1 存在问题
该类刀闸原来是配用CJ7A型电动机构, 由于内部线型涡轮蜗杆进行隔离开关分合闸位置的控制, 经常出现脱扣现象 (在220 k V隔离开关的操作机构经常出现) 。有时由于脱扣后运行人员继续电动操作导致涡轮蜗杆螺牙卡死损坏。致使维修时必须更换涡轮蜗杆, 工作量非常大, 而且必须将隔离开关转检修, 直接影响到电网的可靠性。
机构箱内的限位开关容易在隔离开关分合闸快到位时, 将其打坏。
机构内辅助开关为普通型辅助开关, 接点不可靠, 在由于灰尘等脏物附着在接点上, 而导致接点经常损坏现象。
3.2.2 改进方案
在资金充裕的情况下, 建议更换为新型的CJ11型电动机构, 新型电动机构在设计和制造工艺等方面克服了上述电动机构的缺陷。CJ11机构减速箱由两级齿轮传动和一级涡轮蜗杆传动组成。涡轮蜗杆采用360度方式对隔离开关分合闸位置进行控制, 避免了脱扣现象。机构箱内辅助开关为真空辅助开关, 避免了由于灰尘引起的损坏, 而且质量有很大的提升。内部二次电气元件选用ABB、施耐德等国际知名公司的产品, 确保安全可靠运行。
若资金不充裕, 则可只更换机构箱内部辅助开关为真空辅助开关。在涡轮蜗杆的两侧增加缓冲弹性垫片, 以避免线型涡轮蜗杆的脱扣现象发生。将限位开关更换为合资厂家生产的优质产品, 增加了弯头弹性设计, 避免了被打坏的可能。
3.3 对接地刀闸手力机构的改造
将原来的CSA改为CSC型手力机构, 组合底座装配改用平高的新型产品。新机构的特点是采用全密封结构, 有效防止了雨水、潮气的侵蚀, 机构外露部分全部采用高强度的铸铝材料及不锈钢材料。垂直连杆由原来的焊接改为用U型螺栓连接, 克服了焊接易锈蚀的缺点。
4 制定整治措施
4.1 制定出完整的工艺标准和保证质量的各种措施
针对GW16/17型高压隔离开关, 按照制定的方案和检修工艺, 制定出检修工序卡, 使检修工作有章可循, 有据可依。对于确定的重点站, 大修、改造和集中预试完成后, 生技、检修、运行必须到变电所验收。
4.2 确定GW16/17型隔离开关小修预试中重点检查项目
(1) 三相水平传动杆与拐臂处的边接轴销应转动灵活, 销轴转动自如, 丝扣内涂黄油。 (2) 滚轮更换。 (3) 上导电杆装配中φ6弹性圆柱销, 如生锈和开裂变形则更换。 (4) 更换防雨罩, 注入黄油。 (5) 检查橡皮垫和玻璃纤维防雨罩的密封情况。 (6) 检查动、静触头接触情况。测量刀闸回路电阻根据红外线测量结果消缺。 (7) 检查导电带与动触头片及动触头座的密封情况。 (8) 检查调节杆和拉杆无变形, 两侧拉杆长度应该调节至相等。
4.3 大修后的试验
大修后必须按规程进行试验, 特别要求的是隔离开关导电回路直流电阻的测量应不大于制造厂规定值的1.5倍。
对于操作机构箱应做二次回路的绝缘电阻、二次回路交流耐压、分、合闸线圈的最低动作电压等试验。
4.4 采取红外测温措施、控制隔离开关发热问题的发生
每次隔离开关大修前、后都必须进行红外测温, 一方面作为检修提供依据, 另一方面, 检验预试消缺的效果。
5 隔离开关大修情况
福州超高压输变电局针对GW16/17型隔离开关改造完成情况统计如表1所示。
6 结语
通过实际对GW16/17型隔离开关现场改造, 分析改造原因, 总结出有针对性的改进措施, 增加了隔离开关运行的可靠性。根本解决高压隔离开关存在的问题, 需靠检修质量, 只有抓好高压隔离开关的检修质量关 (特别是大修) , 那么高压隔离开关存在的问题就能迎刃而解。
摘要：介绍了GW16/17型隔离开关的特点及运行中存在的问题, 对主导电系统、操作机构、接地刀闸提出了改进方案。
关键词：隔离开关,问题,主导电系统,操作机构,改进方案
参考文献
[1]黄敏如, 李顺尧.GW16型隔离开关合闸不到位分析与处理.科技经济市场, 2006 (9)
[2]邓亚文, 周立鹤, 普林生, 林杰峰.GW16 (17) 型隔离开关技术改进.云南电力技术, 2005 (1)
[3]孟辉, 李杰.GW16、GW17型隔离开关缺陷处理.东北电力技术, 2006 (3)
GW16型隔离开关 篇2
关键词：GW9-10型；户外单极高压隔离开关；结构；问题；措施
中图分类号：TM564 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01
一、引言
在我国电网运行中经常会发生电力故障，这样为了保证电网及时维修和维修人员的安全性，这样许多电网中就加入了各项保护装置，其中在我国高压电网中应用最为普遍的就是户外单极高压隔离开关。如果在电网出现故障时，检修人员通过排查将事故区域查明，可以利用户外单极高压隔离开关将这段电网区域进行隔离，然后再进行维修，这样就可以避免大规模的断电现象。
二、户外单极高压隔离开关的内部结构
在我国电网电力设施中的户外高压隔离开关通常有GW4、GW5、和GW9等系列。对于户外高压隔离开关的内部结构大致都是相似的，比如GW9-10型的户外高压隔离开关就如图所示。
图中1代表的是角钢架，图中2代表的是支柱瓷瓶，图中3代表的是旋转瓷瓶，图中4代表的是曲柄，图中5代表的是轴套，图中6代表的是传动装置，图中7代表的是管形闸刀图中8代表的是工作动触头，图中9和10代表的则是灭弧角条，图中11代表插座，图中12和13则代表着接线端，图中14代表曲柄传动机构，这就是户外单极高压隔离开关的内部结构。
三、户外单极高压隔离开关在电网运行过程中的故障分析
（一）传动机构存在的问题
（1）在户外单极高压隔离开关合闸操作时，往往会使两个导电杆呈现“八”字形，进而导致条形触指和柱形触头的接触部分只有一边，造成了接触不良的问题。（2）在对户外单极高压隔离开关进行合断闸操作时往往由于用力过大，造成传动机构卡滞或者严重晃动的问题。（3）在对传动系统进行操作时，由于次数较多，就会造成传动机构的过度摩擦，有时还会出现连杆弯曲的问题。（4）在对户外单极高压隔离开关进行操作时，接地刀闸不起作用，出现失灵问题。
处理措施：（1）在操作户外单极高压隔离开关时，由于冲击作用过大会，而且受力方向不一致，这样就会导致传动机构的销子变形，长期这样磨损就会对其内部的转动轴承起到破坏作用。同时还会导致传动机构两端的螺丝松动，这样就会在就会使其呈现“八”字形。（2）由于GW9-10型户外单极高压隔离开关的传动系统的内部结构较为复杂，都是由机械零件和轴承组成。这样在操作过程中如果A相和其他两相之间的水平拉杆不在同一条直线上时，就会造成操作时三相之间的不协调，也就会操作十分费力。
（二）隔离开关操作不到位问题
在户外单极高压隔离开关操作过程中如果出现开关闸不到位或者三相不一致现象时，那就要考虑一下隔离开关的辅助开关及限位开关是否偏移，同时开关的定位螺丝发生松动也会出现这些问题。
处理措施：检查定位螺钉和辅助开关等元件，发现异常进行调整，对有变形的连杆，应查明原因及时消除。此外，在操作现场，当出现隔离开关合不到位或三相不同期时，应拉开重合，反复合几次，操作时应符合要求，用力适当。如果还未完全合到位，不能达到三相完全同期，应戴绝缘手套，使用绝缘棒，将隔离开关的三相触头顶到位。同时安排计划停电检修。
四、GW9-10型户外单极高压隔离开关安装注意事项
（一）户外单极高压隔离开关的使用环境和技术参数
对于户外单极高压隔离开关的使用环境十分广泛，只要是满足海拔不超过1000米，最高温度和最低温度分别满足+40℃以下和-30℃以上就可以。对于风速条件也是存在影响的，要在每秒35米以下，同时还要能够承受8级以下地震强度。安装场所一定要选在比较固定的地方安装，在现场要严格禁止一些导电、导热化学物质的存在，防止影响隔离开关的绝缘性能。
（二）安装注意事项
（1）对于户外单极高压隔离开关在安装有断路器的情况下，要首先将断路器断开，防止触电，其次在对户外单极高压隔离开关进行开关闸操作时要首先本身保护自己的原则，先将中间相断开，然后在对两边相进行操作，在有风时要先将下风侧拉下，再去将上风侧拉上，与此同时，对于户外单极高压隔离开关的合闸步骤是与之相反的，在对其进行操作时要仔细观察接触触点是否到达指定位置。（2）对于户外单极高压隔离开关在没有安装断路器的情况下，进行断闸操作时可以有2种操作方式。首先是先在相关部门办理停电手续，先关闭隔离开关上侧的开关电源，然后在关闭隔离开关。其次是先关闭隔离开关负荷侧所有的负荷开关，然后再去将隔离开关关闭。（3）在对户外单极高压隔离开关进行操作前，首先要做好操作前的准备工作，要严格按照国家电力部门规定的操作规程来操作，同时要认真填写操作票等表格资料，在操作时禁止单人操作，要在有人监督的情况下进行操作，确保发生电力事故后能及时采取营救措施。（4）在对户外单极高压隔离开关进行操作时如果出现刚一动作就出现弧光，那这时应该立即停止操作，这时就要仔细查看静触头是否出现打火痕迹。对于已经合上的情况就暂时不要再对其操作，等待专业电力人员的查看，这样可以减少对隔离开关的损失，尽最大可能地挽救造成的经济损失。
参考文献：
[1]沈力.高压隔离开关的完善化改造[A].2007云南电力技术论坛论文集[C].2007.
GW16型隔离开关 篇3
隔离开关的作用是将需要检修的设备与其他运行设备隔开, 以保证人员和设备的安全, 或者用以转移负荷、调整运行方式。与其他一次设备相比, 其结构简单、运行保养困难, 故故障率一直很高。
江苏省电力公司检修分公司盐城 运维站目 前运行的GW16A-252型隔离开关共有38台, 其中长沙高压开关有限公司生产的有17台, 均为单柱单臂垂直伸缩式, 属于该厂的早期产品。随着设备长年运行, 动/静触头之间无法夹紧或分开、操作过程中分合闸卡涩、零部件锈蚀/损坏等现象日益频繁。由于隔离开关需要停电进行修复处理, 且停电范围较大, 尤其是在运行倒闸操作时, 如出现问题不仅直接影响线路的送电, 还将严重影响供电可靠性和电网的运行安全, 因此如何查明故障原因, 及时修复处理, 并加强对此型隔离开关的管理和维护, 就成为摆在运维检修人员面前亟需解决的课题。
1故障与成因
近两年来, 运维检修人员在处理隔离开关缺陷的过程中不断总结经验, 通过对隔离开关缺陷部位解体查找原因, 制订修复方案。此类隔离开关出现的问题主要有两种:一是传动机构连杆断裂, 二是导电杆分合闸不到位或拒动。
1.1连杆断裂
2013年1月, 某变电所在进行1号主变恢复运行倒闸操作时发现GW16A-252型隔离开关无法实现合闸, 经检查发现1号主变26011隔离开关水平总连杆断裂 (图1) 。
造成该情况的主要原因是装备GW16A-252型隔离开关的两个站均处于沿海地带, 海风、雨水腐蚀性强, 传动部件长期经受侵蚀。此外, 该隔离开关水平总连杆是早期产品, 强度达不到要求, 且防锈处理工艺不良。进一步检查发现该隔离开关齿轮箱内有卡涩现象, 导电杆内部传动机构也有腐蚀现象, 因此隔离开关在分合闸过程中操作阻力过大, 造成传动部件被损。检修人员更换了损坏的连杆, 并对隔离开关机构进行了调整修理。
1.2上导电臂卡涩
2012年12月, 某变电所进行停220kV线路倒闸操作时发现GW16A-252型隔离开关无法实现分闸 (A、C相已拉开, B相拉不开) , 汇报调度后临时停运220kV副母线。检修人员立即开展故障处理工作, 工作人员将B相拉开后发现上导电臂触指复位弹簧卡死, 致使该隔离开关无法实现分闸操作 (图2) , 所幸的是该隔离开关在分闸过程中没有损坏母线上的静触头。由于此型隔离开关已不生产, 因此只有对上导电杆总成进行整体更换。在拆卸上导电杆轴销时再次遇到问题, 导电臂上的定位销由于是不锈钢材质与铸铝材质配合, 再加上运行时间较长, 根本无法拧开 (图3) , 只能锯断拆解, 给上导电臂整体更换带来了极大的困难。
抢修后检修人员对拆卸下来的上导电管进行解体, 发现在上导电管内部积有很多泥水, 弹簧在泥水的浸泡及腐蚀下失去应有的弹性, 造成操作时分合闸不到位。导致这一问题的主要原因还是上导电管的端口处密封不严, 因此不难看出隔离开关在设计和制造工艺上均存在缺陷, 现有的密封措施无法阻止雨水或杂质的进入, 导致隔离开关机构锈蚀严重 (图4) , 进而造成部分传动部件卡涩, 操作受阻。此外, 电流通过顶杆时也会引起发热并吸引灰尘和杂质, 这些都最终会对复位弹簧造成腐蚀并影响到其效果。
2处理方法及改进措施
处理方法和改进措施主要有两种:一种是针对应急缺陷, 即进行设备部件的更换。第二种是针对隔离开关的修理、技术改造。
主要内容如下:
把隔离开关外露的传动轴等易断裂部件更换成更高强度且抗腐蚀的新部件。加强转动轴承、拐臂、拉杆等外部传动件的防锈能力, 在表面喷刷防锈涂层或使用防锈润滑剂代替黄油或者凡士林。涂抹润滑剂较传统的黄油更易渗入传动机构内部, 使得各拐臂、拉杆、轴承等的摩擦力变小, 操作也更加方便。
在对隔离开关上导电臂进行解体大修时, 要及时更换因进水而腐蚀的夹紧弹簧和复位弹簧等部件, 装配时一定要将这些部件涂满二硫化铝, 以提高润滑能力和防腐性能, 同时, 下导电臂的齿轮上应涂上轮滑油, 轴与复合轴套接触面涂上二硫化钼。停电检修隔离开关时, 重点应检查其导电回路有无灼烧、过热现象, 夹板、夹块是否有变形、开裂情况。用工业酒精清洗静触头与动触头触指, 0号砂布打磨所有非镀银导电接触面, 更换生锈的螺丝并做好防锈处理。
防腐、防水、防冻是保证刀闸运行良好的重点之一, 因此需要将操作转瓶上端的橡皮垫、动触头座上的防雨罩等更换为硅橡胶, 并用密封胶粘牢, 以延长其老化时间。触指与防雨罩接触处涂防水密封胶进行防水。同时为了使雨水尽快排出, 建议在动触头座底部增加辅助泄水孔。
3建议
(1) 加强对此型隔离开关的验收, 严格按照省公司出台的隔离开关标准验收卡进行。合闸后, 动触头的所有接触点应与静触头接触良好。进行电动分合闸操作3次, 机构位置正常, 速度均匀, 无卡涩。手动分合接地倒闸时, 手柄上的作用力不应大于200N。这些检查内容均要以文字形式进行记录, 做到有据可查。
(2) 制定科学的检修周期, 应根据设备运行的实际情况和检查结果有选择性地决定每次检修的项目和时间, 实行应修必修、修必修好的原则。积极推广状态检修。大修时若经检查确认部件装配或状态良好, 则该部件可不再进行分解检修;小修时若在检查中发现有部件存在问题, 则需要对该部件进行分解检查, 必要时还要予以更换处理。为避免重复停电, 可结合相应间隔设备的预试和检修, 对设备的检修周期进行调整。
(3) 运行人员应正确操作隔离开关, 在运行巡视时应检查瓷瓶、法兰有无裂纹, 导电部位有无过热痕迹。机构密封箱是否良好, 内部器件有无异常情况, 外部传动机构是否有明显的锈蚀和变形;在操作隔离开关时, 应注意观察隔离开关传动系统及导电杆的运动, 查看各部位是否有卡涩, 做好检查记录, 以便确定检修重点。
4结语
对近些年出现的GW16A-252型隔离开关常见故障的现场处理与分析, 提高了检修人员的应急处理能力, 大大减短了设备停电时间, 延长了设备的运行寿命, 保证了电网的可靠运行。同时我们也不难发现, 要想从根本上解决高压隔离开关存在的问题, 不仅需要准确查找故障原因并制定检修方案, 更要抓好高压隔离开关的验收关、检修质量关, 只有这样, 高压隔离开关存在的问题才能迎刃而解。
摘要：通过对GW16A-252型隔离开关在实际运行中经常出现的故障及原因进行分析和研究, 有针对性地提出了处理方法和改进措施, 有效提高了电力系统的安全性与稳定性。
关键词：GW16A-252,隔离开关,故障
参考文献
[1]倪惠浩.GW16型高压隔离开关分合闸不到位故障原因及处理方法[J].机电信息, 2012 (9)
GW16型隔离开关 篇4
GW4型隔离开关广泛应用于35~220k V变电站, 其结构为双柱式, 传动系统采用拉杆式, 按有无地刀分为单、双地刀两种, GW4型隔离开关可以配CJ5B型电动操作机构或CS17、CSC型手动操作机构。在变电站的基建和日常维护工作中, 检修人员经常对GW4型隔离开关进行安装、调试, 其检修分为单相解体检修、操动机构的检修和三相调试。单相解体检修着重于导电部分的工艺处理;操动机构的检修着重于对电气回路的调试;而三相调试是基于上述两点完好的前提下, 通过对三相刀闸及与操动机构之间的传动、转动部分的调整, 使刀闸的分合闸过程轻便、灵活, 各项参数符合行业标准的过程。GW4型隔离开关的传动和电气部分并不复杂, 调试过程看似简单, 但在实际调试过程中却存在诸多问题。如:重复调试次数多, 时间长;反复调试过程中, 各项尺寸此消彼长;某一道工序不到位造成全盘返工;电动回路故障难以排除。鉴于上述问题, 本文对整个调试过程进行了归纳、分析。
2 调试过程
2.1 调试前刀闸的基本状态
各相刀闸底座、支柱垂直度符合规定, 交叉连杆小拐臂长度固定无须调整, 主、地刀各相间水平连杆、垂直连杆未连接且均置于地面, 传动部分各拐臂轴销均松开。
2.2 三相调试需达到的技术标准
(1) 三相主刀同期<10mm; (2) 主刀合位成一条直线, 分位张开角度90°±1°; (3) 三相地刀同期<20mm; (4) 主刀分合闸限位间隙1~3mm; (5) 主地刀机械连锁间隔3~8mm。
2.3 调试步骤
2.3.1 主刀调试步骤。
(1) 将所有连杆并紧螺栓松开, 并将轴套用汽油布清理, 涂润滑油; (2) 将操动机构摇至合闸位置, 传动部分如图1; (3) 套上主刀垂直连杆, 并将其上方连接处固定; (4) 上检修平台, 将所有分合闸限位上螺栓松开, 保证单相刀闸分合有足够余度; (5) 调整所有轴销位置, 固定拐臂尺寸; (6) 将各相主刀的交叉连杆连接, 其长度应调整为三相动静触头切入点一致; (7) 将三相主刀置合位 (保持合位) ; (8) 连接主刀小连杆, 并拉动小连杆进行主动相的分合, 并调整尺寸; (9) 主动相调整正确后, 将主动相至合位, 连接水平连杆, 同样再拉动小连杆分合三相主刀, 调整从动相刀闸尺寸; (10) 三相主刀闸调试正确后, 将三相至合位, 下检修平台固定主刀垂直连杆下方连接螺栓; (11) 手摇机构分合主刀三次, 其间观察传动部分有无卡涩, 观察三相主刀同期度, 如有异常需调整; (12) 上检修平台, 紧固所有并紧螺栓, 上开口销, 清理触头, 涂凡士林; (13) 电动操作主刀后, 再次复查各项尺寸数据, 若误差大了, 进行微调; (14) 调整、紧固所有主刀限位螺栓。
1、主拐臂;2、小连杆;3、交叉边杆;4、相间水平连杆;5、导电杆;6、触头;7、主拐臂轴销 (可调) ;8、水平连杆轴销 (可调) ;9、支柱瓷柱
2.3.2 主刀调试过程中的关键点。
(1) 在调试顺序上由主动相向从动相调试, 逐步进行, 不可图快而跃级, 所有尺寸的调整均以主动相在合位为基准。也可以分位为基准, 但难以找准。 (2) 主拐臂尺寸的大小决定着主刀分合闸行程, 其尺寸长度A=B (见图1) , 理解了A尺寸的由来, 对A尺寸的把握会更精确。 (3) 很多调试人员在同期度的调整上拿不准、费时间, 其实在第一次套上交叉连杆时就可以将其大致调好, 关键是第一次套交叉连杆并将该相至合位时, 一定要看准动、静触头切入点, 使三相一致, 一般来说到三相联动后其误差不会大于6~7mm。 (4) 张开角度的调整是否准确, 决定于对每相拐臂尺寸的精细把握。拐臂尺寸的缩短 (伸长) 1mm, 其张开角度 (用尺量导电臂间距) 伸长 (缩短) 6~7mm。调整时测量并记住原尺寸后, 将螺帽不完全松开, 用木榔头轻敲再并紧螺帽, 之后复核拐臂尺寸, 若没达到理想尺寸继续调至精确为止。切不可急于分合刀闸量张开角度, 那样做的话会浪费很多时间且徒劳无功。 (5) 每相的张开角度与同期度成正比。若调试结束复核尺寸时发现张开角度或同期度有略微不足时, 在特殊情况下可仅微调交叉连杆长度进行校正, 如张开角度 (导电臂间距:A (主动相) 125cm、B (从动相1) 136cm、C (从动相2) 127cm;同期度:A2mm、B12mm、C5mm;此时发现A相张开角度偏小, 同时B相同期度偏大, 若调A相拐臂尺寸 (主拐臂) 太浪费时间, 且对BC相有影响, 此时我们可只动B相交叉连杆, 将其略微伸长, 这样所有尺寸均会调至范围以内。 (6) 所有连杆螺母在未完全紧固之前都存在螺纹之间的间隙, 而紧固后此间隙不存在, 从而影响调试最终的准确性。在整体调试未完全结束之前的每次连杆长度调整结束后, 都要用手将螺母尽量带紧。 (若每次都用扳手并紧是很浪费时间的) ;然后待所有尺寸合格后, 一只手用扳手进行螺母并紧的同时, 另一手抓住连杆向连杆长度缩短方向转1/3~1/2圈, 以抵消紧固螺母时造成的连杆伸长。 (7) 限位螺丝的调整可使用塞尺 (1.5mm+0.5mm) 进行分合闸止钉间隙的精确调整。
1、地刀垂直连杆;2、地刀水平连杆;3、地刀小连杆;4、主刀动触杆;5、地刀动触杆;6、地刀静触头;7、固定销 (不可调)
2.3.3 地刀调试步骤。
地刀传动部分示意如图2。 (1) 主刀至分位, 将三相地刀动触杆至合位。 (2) 连接并紧固地刀水平连杆。 (3) 固定地刀水平连杆上的小拐臂角度。 (4) 连接地刀垂直连杆及上方的小连杆。 (5) 分、合地刀试验。 (6) 主、地刀机械连锁间隙调整。
2.3.4 地刀调试关键点。
(1) 因地刀地垂直连杆上方拐臂轴销为固定式 (不可调) , 所以地刀动触杆行程的大小决定于小拐臂与垂线之间α夹角的大小。α夹角可调整范围大致在10~80°以内, α=45°时, 动触杆行程为最小, 但操作也最为省力;α与45°的差值越大, 行程越大, 但操作费力。一般来说, 厂家已设计好α=45°时, 行程正好达到标准, 但如遇特殊情况必须进行调整。 (2) 在地刀水平连杆紧固之前, 三相地刀动触杆处于合位, 经验上应使其合足程度自主动相到从动相由低到高 (略微) 。这样做有利于保证在地刀同期度合格的前提下, 其合闸后剩余间隙一致。 (3) 机械联锁间隙的调整需要在主刀分、合位置分别调整3~8mm。
3 电动回路的故障处理 (以CJ5电动机构为例)
3.1 电动回路原理
如图3所示, 其动作逻辑并不复杂 (这里不再讲述) , 关键是调试人员应充分熟悉图纸和实际接线, 回路分为两个部分:电机部分和控制部分。
3.2 故障类型
主要有三类:电机缺相运行或相序接反;刀闸不能分合;刀闸能合 (分) 不能分 (合) 。故障原因主要是线头绝缘、线头接错位置、断线, 行程开关位置等。
3.3 排除故障的操作顺序
(1) 手摇刀闸至中间位置, 以防止试验时电机反转损伤机械部分。 (2) 根据故障类型判断故障点大概位置、所属回路, 一般程序是先控制回路后电机回路。 (3) 用万用表对所判断的故障回路测量分析, 以回路末端为测量起点, 以接线端子或桩头为单位向回路起点逐一测量排查, 直至找到故障点。
3.4 排除故障过程中关键点分析
(1) 调试人员在排除故障过程中, 思路要清晰, 判断回路的好坏以万用表量值为唯一依据, 切不能盲目拉扯线头, 走冤枉路。 (2) 若按下分合闸按钮, KM1 (合) 、KM2 (分) 均不动作, 说明在操作回路上的分合公共部分有故障;若KM1动作, KM2不动作, 说明操作回路中的合闸部分有故障;反之则是分闸部分有故障。 (3) 对控制回路的故障排除, 带电使用万用表交流电压档测量较为方便。 (4) 对于电机缺相运行, 可仔细观察接触器主触头灭弧情况, 并迅速判断没有电弧的一相即为故障相, 再用表逐一排查。若电机相序表现为分合闸均反, 可将主电源两相互调;若分闸反, 可将KM2的1、3、5端子连线之中的两个互调;若合闸反, 则将KM1的1、3、5端子连线 (双线同时) 互调。
4 结论
在国网变电检修技能比赛中, 我们教练组和队员共同努力, 反复试验、探索出一套行之有效的调试规范, 事后本人进行了总结和细化, 望上述这些经验总结能与广大同行们分享, 能有助于大家提高GW4刀闸调试水平。
参考文献
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[7]张煦.变电站隔离开关常见故障及预防措施[J].内蒙古电力技术, 2009, 27 (1) :54-55.
GW16型隔离开关 篇5
随着国家经济的发展, 人民生活水平的提高, 对电力的需求也在不断地增大, 电力设备的增容也是势在必行, 市场对126 k V电压等级剪刀式隔离开关产品的需求量正在逐步扩大。本文详细介绍了剪刀式隔离开关的正常使用条件、主要参数、技术性能、相关结构以及计算。
1 产品正常使用条件
环境温度:-40℃~+40℃;
海拔高度:不大于2 000 m;
阳光辐射强度:不大于1 000 W/m2;
覆冰厚度:不大于10 mm;
风速:不大于34 m/s;AG3
抗震水平:AG3;
安装场所应无经常性的剧烈振动及易燃、易爆物质和化学腐蚀的影响。
2 产品的主要参数和技术性能
GW46-126 型剪刀式隔离开关主要参数见表1。
主要技术性能指标为: 机械寿命不低于5 000次;主地刀配CJ11型或CSC型操动机构操作;隔离开关分闸后, 最小断口绝缘间隙不小于1 650 mm;接地开关分闸后, 最小断口绝缘间隙不小于910 mm;隔离开关与其附装的接地开关具有机械连锁功能, 保证隔离开关合闸时, 接地开关不能合闸, 接地开关合闸时, 隔离开关不能合闸[1]。
3 产品结构性能分析
3.1 产品的工作原理
GW46-126 型高压交流隔离开关外形图见图1, 主要由主刀静触头、主闸刀、绝缘子、底座及操动机构等部分组成。其工作原理为:隔离开关的分、合闸运动是由CJ11型电动机操动机构带动旋转绝缘子旋转, 导电箱体里的空间四连杆通过法兰与旋转绝缘子连接, 电动机操动机构操动时, 导电箱体里的空间四连杆带动一侧刀闸运动, 同时与此相连的交叉四连杆带动另一侧刀闸运动, 从而实现隔离开关的分闸与和合闸。
3.2 产品整体结构分析
产品主要技术参数见表1。
(1) 导电结构性能分析
主刀静触头可根据需要安装引弧装置, 根据不同电流等级增加或减少钢芯铝绞线的根数;主导电管采用铝合金矩形管对接焊接而成, 整体采用三点接触, 外形美观, 可根据不同电流等级产品增加或减少主导电管的数量;导电关节采用导电带结构, 零件数量少, 可靠性高, 适应区域广泛;平衡弹簧置于封闭的传动箱中;传动箱采用铸铝 (兼作导电体) 。
(2) 底座结构性能分析
底座整体采用槽钢焊接而成, 地刀传动四连杆采用一级传动, 机械连锁采用拉板式连锁结构, 结构简单并且可靠性高。
4 产品主导电系统通流设计与计算
国家标准中规定电器有四种工作制, 即长期工作制、八小时工作制、反复短时工作制及短时工作制。
隔离开关作为输电线路中的一个电气元件, 要求其长期稳定工作, 其通流能力的设计主要从以下两个方面进行。
(1) 由导电杆允许温升计算其长期允许通过的电流[2]
隔离开关通电产生的功率损耗一部分散失到周围介质中去, 一部分加热使其温度升高。根据热平衡原理, 电器的发热等于散热加吸热, 即:
其中:dt为时间间隔, ;
P为总发热功率, W;
Kt为综合散热系数, W/m2/k;
A为有效散热面积, m2;
τ为发热体温升, K;
c为比热, J/kg/K;
m为质量, kg;
dτ为温升变化量, K。
公式 (1) 中左边项表示导电杆在dt时间内的总发热量, 右边第一项代表导电杆在dt时间内的总散热量, 另一部分描述的则是导电杆在dt时间内温度升高dτ时所吸收的热量。当导体的发热过渡到稳态时, 导体的允许温升达到稳态平衡。此时, 主要考虑导电杆的散热工况, 电器产生的热损耗通过热传导、热对流、热辐射三种形式散失到周围介质中去。导电杆各部分通过热传导传递的热量较少, 可以忽略不计, 因此, 导体所消耗的能量转化为对流散热Q对和热辐射Q辐两部分。则式 (1) 可以简化为:
其中:I为导体在允许温升条件下通过的最大电流, A;
R为导体电阻, Ω;
Q对为对流换热量, W/m;
Q辐为辐射换热量, W/m。
其中:
θ、θ0为发热体表面、流体介质的温度;
A为冷却表面面积;
Kdt为对流散热系数。
热辐射是由电磁波传播能量, 根据斯芯藩-玻尔兹曼定律, 辐射换热量Q辐计算公式为:
其中:σ为斯芯藩-玻尔兹曼常数, σ= 5.67×10-8W/ (m2K4) ;
T2为发热体表面的温度;
T1为接受辐射物体的温度;
ε为发射率。
把公式 (3) 、 (4) 的结果代入公式 (2) 即可。据此可设计导电杆的大小。
(2) 由短时电流计算导电杆的短时温升[3]
隔离开关导体通过短路电流的时间很短, 只有几秒钟, 来不及散热, 可以忽略向外传出的热量, 全部热能都储存在导体内, 使导体温度升高。此时可得出能量平衡公式为:
其中:τ为导体的短时温升, ℃;
P为损耗功率, J;
t为通电时间, s;
Gt为导体的热容量, J/ (kg·K) 。
其中:R为导体电阻, Ω;
ρ为导体电阻率, Ω·m;m
l为导体的长度, m;m2
A为导体截面, m2;
γ为导体的密度, kg/m3。
将 (6) 、 (7) 、 (8) 代入方程式 (5) 解之得
为了防止导体因过热而出现软化, τ只能小于导体材料的软化点。隔离开关的导电杆材料一般为铜基材料或铝基材料, 铜的软化温度是190 ℃, 铝的软化温度是l59 ℃[4]。
在隔离开关导电系统设计时, 既要根据导电杆允许温升计算其长期允许通过的电流, 也要根据短时电流计算导电杆的短时温升;只有通过这两方面的计算, 导电系统的设计才是可靠的[4]。
5 产品平衡及传动系统设计与计算[5,6]
在计算闸刀平衡力时, 要求设法减轻闸刀自身重力引起的操作力矩, 装设平衡装置。计算过程可分为以下几部分。
(1) 算出构成闸刀的各杆和各关节的重力。
(2) 算出“替代重力”, 即等效的用一个或两个集中的重力Wa和Wb来替代整个闸刀的实际重力。
3) 采用相应公式, 算出平衡力矩M, 此力矩为完全平衡整个闸刀所需的在“O”轴上的总力矩。然后, 根据平衡力臂的长短及其位置 (与角度Q0有关) 算出所需的平衡力F。
主要计算式如下:
补偿能力:
平衡力矩:
平衡力:
重力矩和弹簧力矩匹配后的曲线如图2。
隔离开关地刀的传动系统采用空间四连杆结构, 设计时, 在能够满足传动要求的前提下, 尽量选取特殊的传动角度, 方便安装调试以及零部件的加工。当地刀主传动轴O1的传动角度θ1 (根据机构传动角度) 选定后, 再根据需要计算地刀合闸角度 (θ2) 及连杆长度。传动系统简图见图3。
图3 中:R1和R2分别为隔离开关主、被动拐臂的长度;
α和β分别为R1和R2的初始角度;
θ1和θ2分别为R1和R2的转动角度;
L0为两传动轴中心的距离;
L为连杆的长度;
H0为转动偏心距离;
H为连杆L两端的连接点 (B点和C点或者F点和G点) 的高度差。
设计时先选定R1、 R2、α、β、θ1、L0、H0、H, 未知量为L、θ2。
建立它们之间的数学关系式:
上式x取值[0°, 90°], 相对应的y值也随x值的变化而变化, 在Excel中编写它们之间相互的数学关系, 改变R1、 R2、 β、 L0、H0的值, 配置θ2的角度为90°。
6 结束语
GW46-126 型剪刀式高压交流隔离开关, 具有以下几个方面的典型特点。
(1) 主闸刀采用矩形铝合金管结构, 强度高、重量轻、导电性能好, 并且加工制造成本低;主闸刀整体采用三点接触, 稳定性好。
(2) 产品电连接采用导电带结构, 零件数量少, 可靠性高, 通流能力强, 适应的区域更广泛。
(3) 底座钢铁部件均经热镀锌处理, 耐腐蚀性能强。
参考文献
[1]马永旭, 王占杰, 王红敏.中性母线直流隔离开关的设计与计算[J].高压电器, 2011 (5) :70-72.
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[5]苑舜, 崔文军.高压隔离开关设计与改造[M].北京:中国电力出版社, 2007.
GW16型隔离开关 篇6
高压隔离开关是电力系统中的重要设备之一, 它是用来分合无载流的高压设备或电路, 并配合高压断路器完成倒闸操作任务的高压电器设备。在合闸状态时, 高压隔离开关能起到导电并输送电能的作用;在分闸状态时, 高压隔离开关则起到安全隔离的作用。
近几年来, 随着电力负荷的增加, 大容量、改进型的GW-252Ⅳ户外型隔离开关在电网中得到广泛应用。由于该型隔离开关在制造厂商和传动装置设计方面存在薄弱环节, 因此, 在运行中出现的共性问题较多, 甚至曾造成一条母线全停的重大故障, 直接影响了电力系统的安全和稳定。所以, 加强隔离开关的选型工作, 提高安装及检修质量, 提出改进措施, 避免及预防故障的发生, 是电网安全稳定运行的有力保证。
1 故障情况概述
隔离开关在多年的运行中曾暴露出很多问题, 发生过各种类型的故障, 有些故障如拒动等会使系统的运行方式受到限制, 还有些故障可能扩大为重大事故, 从而造成极大的经济损失和严重的社会影响。
隔离开关故障大致可以归结为如下4个类型: (1) 触头过热; (2) 瓷瓶断裂; (3) 运动卡滞; (4) 分合闸不到位。相对于高压断路器来说, 隔离开关的结构比较简单, 工作条件也要轻松得多, 但近年来发生的故障和事故却比较严重。其中, 相当多的故障是由于机构锈蚀、润滑失效、选材不良以及结构不合理等原因造成的, 同时也与使用单位的维护检修存在薄弱环节有关。
2 故障实例
(1) 芳渚变电站220 k V芳戚Ⅱ线及母联间隔于2002年5月建成, 投入运行7个月后, GW-252Ⅳ户外型隔离开关曾先后4次 (表1) 因无法改变系统运行方式引起操作中断, 对系统的正常运行造成了不良影响。
(2) 停电后经检修人员现场检查, 以上4次故障均为GW-252Ⅳ户外型隔离开关有一相或两相在合闸过程中, 当触头与触指刚接触时相互顶撞, 造成触指变形, 触头无法嵌进指内。初步分析原因可能为合闸不同期, 对三相同期作调整后, 试用手动操作已能合闸。但在检查触头与触指接触情况时又发现, 当触头嵌入触指后, 其中有一排触指没有与触头接触, 间隙约为5 mm, 形成单边接触现象。同时, 两导电杆也不能成一直线, 触头侧合闸角度小于90°。然后立即检查合闸定位螺栓与止档的间隙, 结果约为6 mm, 而产品标准为1~3 mm。为尽快查明原因, 进行了分闸角度检查, 分闸后触指侧仍为90°, 而触头侧则为82°左右。
(3) 在检查及操作中能明显感觉到传动装置有严重卡涩现象, 瓷柱旋转不灵活, 操作重。而电动操作时, 因机构旋转速度快造成瓷柱及导电杆晃动大。
3 原因分析
(1) 由于户外式隔离开关主要部件外露, 受外界条件影响, 故GW-252Ⅳ型隔离开关运行时间虽然不长, 但经过一个夏季的高温暴晒和雨水冲刷, 传动装置上已经无油而干涩, 并形成了氧化层。在底座轴承检查时, 发现出厂时轴承没有涂黄油, 并藏污较多, 这就造成了隔离开关传动阻力增大, 旋转不灵活, 操作重。而机构电机转速过快是引起瓷柱及导电杆晃动大的主要原因。
(2) 在操作过程中, 触头侧导电杆的运动轨迹是依靠该相底部轴承回转台上的拐臂被交叉连杆传动而实现的。这一运动过程可以看做以导电杆为半径, 瓷柱为圆心, 触头在空间画弧时旋转90°。
(3) 计算弧度的公式为:
式中, L为弧长距离;a为角弧度数;r为半径。
如图1所示, 当a取90°时, 半径r的大小决定了弧距L的大小。
因此, 当以拐臂为半径时, 拐臂的长度就决定了拐臂在画弧时所移动的距离, 而拐臂的移动距离与导电杆的开角大小有关, 也就是说开角的大小与拐臂长度有关。
GW-252Ⅳ户外型隔离开关在三相触头侧底部轴承回转台上采用了可调节长度的拐臂, 如图2所示。
根据上述推理, 一旦可调拐臂上的紧固螺栓出现松动, 那么, 该拐臂的长度将在连杆的作用下成为可变量, 从而引起操作的分散性。
检查紧固螺栓的结果证明了以上分析的正确性:该拐臂上的2只M10×40 mm螺栓存在质量问题, 在复紧处理时螺纹极易打滑。操作过程中, 遇到传动阻力增大时, 拐臂的上片被交叉传动中将在下片上滑动, 使拐臂的长度改变, 从而引起分、合闸开角变小, 并导致本相两侧导电杆在合闸时不同期, 造成触指被触头顶撞而变形, 这就是发生本次故障的主要原因。
4 改进措施
为防止此类故障重复发生, 在2003年初配电装置大修时, 我们针对GW-252Ⅳ户外型隔离开关实施了反措, 并进行了重大改进。
(1) 由于可调拐臂上的M10螺栓存在质量问题, 故将调节用椭圆孔放大, 改用M12螺栓, 并配以接触面大的平垫圈以增加压力。为防止拐臂上下片的滑动, 在上下片之间垫用摩擦片, 以增加摩擦力。
(2) 对轴承座和传动部件进行解体检查, 凡未加润滑剂和黄油的部件均重新进行清洗并涂抹二硫化钼润滑剂, 导电部位涂抹导电脂。
(3) 在触头与触指接触紧密检查中使用0.05 mm的塞尺进行测量, 并测量导电回路的接触电阻。
(4) 针对机构转速过快引起瓷柱及导电杆晃动大的问题, 在机构上更换转速慢的电动机, 使传动装置平滑传动, 大大降低传动装置及紧固件上所受的冲击力。
5 结语
实施以上改进措施后, GW-252Ⅳ户外型隔离开关在芳渚变电站连续运行的10个月期间, 经过多次倒闸操作, 未发生一起类似故障。根据信息反馈, 制造厂商已对GW-252Ⅳ户外型隔离开关存在的薄弱环节进行了改进, 并在新建的变电站中推广使用。
参考文献
[1]GW-252Ⅳ户外型隔离开关技术说明书[Z]
[2]中国计划出版社编.新编电气装置安装工程施工及验收规范[M].中国计划出版社, 2007
GW16型隔离开关 篇7
1主导电的对比
主导电改造前后对比:支柱绝缘子以上的主导电完全更换为现行板簧结构, 包括接地静触头。原产品的主导电部分结构繁琐, 现在使用的板簧结构形式简单, 使用也安全可靠 (图1) 。
老结构缺点:老结构采用弹簧内拉式结构, 触指通过内拉式弹簧压紧, 由于弹簧两端的绝缘套管长期暴露在空气中, 极易老化, 导致弹簧分流, 使弹簧失去弹性, 造成导电回路发热。
板簧结构优点:新版主导电触指部分采用外压式板簧结构。板簧采用具有良好弹性的合金材料, 可以保持接触压力长期稳定, 克服了老结构的弊端。同时改善散热条件, 提高主导电通流能力的稳定性。
2支柱绝缘子的使用
支柱绝缘子可以使用以前的支柱绝缘子, 不过在使用之前, 最好用百洁布和酒精对绝缘子的外表面进行擦拭 (注:支柱绝缘子的法兰大小以及安装孔的尺寸大小完全相同) 。
3采用结构
地刀部分采用新的通管结构, 此结构形式采用直抡式结构, 摒弃了以前老地刀繁琐的结构设计 (原来结构形式复杂, 安装困难, 调试麻烦) , 结构简单, 操作方便, 便于产品地刀的安装和调试。图2左为老结构, 右为新结构。
4机构装置采用方面
机构方面, 采用CJ11电动机构取代主刀所配的CJ5B/CJ7A/CS17机构, 地刀所配的CS19机构。CJ11电动机构具有输出力矩大、运转平稳可靠、噪声小、效率高、便于检修、外形美观、通用性强等优点, 同时辅助开关与机构输出轴采用直连设计, 可以真实反映隔离开关运行状态, 辅助触点切换更准确、可靠。采用专利技术的行程调整装置, 可以对机构输出角度无级调整, 方便现场安装调试。
5结语
高压隔离开关使用部门在管理工作中, 往往侧重在断路器等关键设备的改造上, 忽视了对高压隔离开关的改造, 尤其是对主导电系统和接地刀系统的改造。长期以来, 高压隔离开关的检修维护基本没有统一和法定的检修工艺规程。而由于户外隔离开关是唯一完全暴露在大气环境中工作、受环境和气候条件影响最直接和最严重的电器设备, 它的运行条件比较恶劣, 随着设备老化和用电负荷的增加, 隔离开关年久失修引起的停电故障不断发生, 而且呈现上升趋势, 目前国家对早年建设的电站进行改造已经逐渐引起重视。本文针对GW4-126型隔离开关主导电系统的现场改造和接地刀系统的现场改造提供方案和建议。
总之, 本文所提供的大修方案, 原则上保留瓷瓶外, 其余部分全部更换。产品经过主导电、地刀传动系统、机构等各方面的改进后, 产品在性能和使用方面都有很大的改进, 安装方便, 操作简单, 可以充分满足用户的要求。
摘要：触头过热故障在高压隔离开关的故障中最为普遍, 所谓触头过热即隔离开关在承载正常负荷电流时的温升超出标准规定值, 另外还有锈蚀问题一直难以解决。无论外观还是内在的问题点, 都导致电站需要进行针对性的改造。对早年建设的GW4-126型隔离开关电站改造方案和建议进行了详细介绍, 为现场电站改造提供方法和依据。
GW16型隔离开关 篇8
高压隔离开关广泛应用于电力系统中, 主要用于将带电设备与不带电设备相隔离。它不直接切断或接通负荷电流, 而是与断路器相配合, 在断路器完成电源切断之后, 再行断开, 产生一个明显的安全断口;或者在断路器接通之前, 先行合上, 为断路器的合闸做好准备。由于不直接切断或接通负荷电流, 隔离开关的分合闸动作不要求在极短时间内完成, 不像断路器有严格的分合闸操作时间, 相应的, 也就没有断路器高压的液压机构或弹簧机构、气动机构。隔离开关的分合闸操作是由电机转动后直接带动完成, 具有类匀速运动的特点, 其速度相对于断路器要慢很多, 操作机构受到的冲击力也要小很多, 因此在机械强度和机械精密性方面的要求相对于断路器要低很多。在材料方面, 要求较高的主要是动静触头。由于高压带电体感应电的存在, 在隔离开关拉合或断开过程中, 当动静触头之间距离进入一定数值内, 感应电荷产生的电场会击穿二者之间的空气间隙, 产生放电。放电产生的高温对触头材料会有一定的影响。因此, 隔离开关的动静触头材料, 要求具有耐高温的特性。此外, 隔离开关有大量的分合操作, 在操作过程中, 动静触头之间要有较大的摩擦力, 因此其材料也要求具备耐磨性。目前主要采用镀银的方式, 提升触头耐磨性。隔离开关的作用主要是隔离带电体和不带电体, 因此其断口距离是一项重要的技术指标, 根据不同的电压等级有不同的断口距离。从目前应用类型上看, 主要分敞开式隔离开关和GIS隔离开关, 敞开式隔离开关根据结构特点又分为4型、5型、7型、16型等多种类型;从结构组成上, 敞开式隔离开关主要由导电体、支柱瓷瓶、操动及传动机构、基础构架等组成。而GIS隔离开关在结构上则无需独立的基础构架和瓷瓶等, 相对较简单。
2 高压隔离开关的控制逻辑
隔离开关是通过电机回路来实现操作传动, 完成分合闸。根据电机输出角度的不同, 主要有90°和180°两种。其控制及保护回路功能简单清晰, 主要有电机、分合闸和急停按钮、接触器、热继电器、隔离开关位置辅助开关、到位行程开关等元器件。通过这些元器件的配合, 实现了操作自保持、分合闸回路互锁、到位切断回路、过流过热切断回路等逻辑功能, 从而实现对隔离开关的正常控制。除了自身逻辑之外, 隔离开关控制回路还与断路器、接地开关等的状态, 形成逻辑互锁功能, 避免误操作。
3 高压隔离开关的常见缺陷
在长期运行中, 高压隔离开关可能产生各种运行缺陷和故障, 导致无法正常运行。
以GW4型隔离开关为例, 该型号开关在电力系统中应用较为广泛。其特点为水平开启式, 合闸时三相平行, 各相之间由连杆和拐臂连接和传动。其中最边一相 (A相或C相) 为主动相, 另外两相为从动相。每相开关有一侧为主动刀, 另一侧为从动刀。各相都由基座、支柱绝缘子、导体等部分组成, 两支柱绝缘子相互平行地安装在基座两端的轴承座上。导体部分安装在两支柱绝缘子上方, 随支柱绝缘子做约90°转动。根据需要, 隔离开关上可附有接地开关, 接地静触头固定在导电排上, 接地开关与基座间用软接线连接, 供接地时导电。主刀和地刀闭锁在主导电回路与接地开关的连锁通过基座上的闭锁板保证, 在主导电回路合闸时, 接地开关不可合闸, 接地开关合闸时, 主导电回路不可合闸。
该型号隔离开关结构简单, 断口清晰, 广泛应用于35 k V、110 k V、220 k V等电压等级的电网中。
根据笔者的运行维护经验, 在隔离开关运行过程中, 处理过以下一些故障案例。
3.1 分合闸操作故障
某站一台110 k V GW4型隔离开关在一次操作中, 对其发出合闸命令后, 导体未发生运动, 操作失灵。在现场处理中, 确保隔离开关两侧均无电之后, 对其故障点进行排查。首先根据操作命令发出后, 电机未转动、未发声等现象, 初步判断故障点应在控制及电机二次回路上。根据操作时接触器未吸合的现象, 进一步将故障点定位在控制回路上。确定故障回路之后, 通过万用表欧姆档对整个电路进行逐段通断测试, 最终发现热继电器的串入接点呈断开状态, 从而定位了故障点。对其处理之后, 回路能正常运行, 隔离开关分合闸操作也恢复正常。
在长期的运行中, 控制及电机回路的接触器、继电器、行程开关等元件, 较容易出现线圈烧损、接点接触不良等情况, 从而导致整个回路异常。在处理中, 一方面应逻辑清晰, 通过排除正常范围, 逐步缩小故障点范围直到最终定位;另一方面应加强常见缺陷的积累, 根据80/20法则, 排查应有重点、有针对, 提高处理缺陷的效率。
3.2 刀闸合不到位
某站一台110 k V GW4型隔离开关某次操作后, A相和B相均合闸正常, 而C相则合不到位。由于合闸不到位, 动静触头之间接触压力不足, 导致较严重的发热现象, 如不处理可能导致动静触头损伤、损坏。现场处理中, 在确保两侧无电之后, 对其进行多次分合试操作, 其合闸位置基本不变, 均是C相欠位;再检查其分闸位置, AB相均正常, 两相的主从动刀体均呈平行状。而C相则张开角度偏大。综合三相分合闸位置, 初步判定C相分合角度正常, 但分合不同步。缺陷来源应是C相与B相间的现连杆长度不符合实际要求。通过对连杆长度进行调整之后, 并多次调试, 最终三相不同期的现象得到解决。
刀闸操作中会受到较大的机械力作用。长期多次操作之后, 可能会导致其机械位置发生偏差, 或是某些紧固力不足, 这些都会影响其正常运行。根据其现象, 可以选择相应的调整对象进行调整, 常见的调整对象是连杆、拐臂;以及一些细微的调节如垫装垫片等, 最终解决问题。
3.3 其他常见缺陷
隔离开关的控制、监视等过程的实现, 存在较多的机械量和电气量的转换, 这些转换通过行程开关、辅助开关等来实现。元件的故障, 可能会导致信号异常、控制异常等情况;动静触头的接触不良易造成发热及进一步的接触问题, 是较多出现的缺陷;户外隔离开关长期日晒雨淋, 导致传动杆体等锈蚀严重, 操作困难, 也是隔离开关的一类常见缺陷。
4 结语
隔离开关在电网中, 起到隔离和保护的作用。在电网运行方式的变换中, 隔离开关常配合断路器, 完成一系列的操作, 是电网的重要组成部分。目前其发展已经较为成熟, 随着GIS技术的发展, 隔离开关也朝着小型化和更加智能化的方向发展。在操作的便利性、空间利用的效率等方面都明显提升的同时, 其维护检修、故障检查等方面的相应技术如何提升, 以适应其运维要求, 是其面临的新课题。
摘要：高压隔离开关是电力系统的重要组成部分, 起着隔离电源、改变电网运行方式、分合小电流等作用。该文主要介绍高压隔离开关的原理、结构、作用、二次回路及控制逻辑, 并通过介绍几个在现场常遇到的缺陷, 分析缺陷形成的内外在原因, 提出这些常见故障的处理方法和运维建议。
关键词：隔离开关,控制,分合闸,接触面
参考文献
[1]李雪楠.浅淡高压隔离开关故障原因与检修措施[J].民营科技, 2010 (1) :15.