户外高压隔离开关存在问题与改进措施.pdf

5 2 2 0 0 6年第 2期 户外高压隔离开关存在问题与改进措施 电力厂 杨爱爱 摘要由于户外高压隔离开关受环境和气候因素的影响， 在运行中存在锈蚀严重、 传动不 到位、 接触不 良、 瓷瓶断裂、 密封不好等问题， 这些问题若处理不好 ， 将直接威胁电力安全生产。本 文重点论述隔离开关瓷瓶断裂的原因， 提出管理和技术改造方面的措施， 避免设备带缺陷运行。 关键词隔离开关瓷瓶断裂缺陷改进 1 前 言 在高压输变电设备中， 户外高压隔离开 关是受环境和气候影响最大的电器设备之 一 。冶金企业变电站运行条件比较恶劣， 常 年累月受到各种冶金恶劣环境的作用， 如 冶 金粉尘 、 污秽、 雨淋、 日晒、 冰雪、 霜露、 湿热的 影响， 加上沙尘 、 盐雾、 鸟虫等的侵害， 容易产 生机械或电气方面的故障。隔离开关由于瓷 瓶断裂等缺陷而引起的停电事故不断发生， 且呈上升趋势， 威胁着电力系统的运行安全。 因此 ， 冶金企业变电站中隔离开关运行可靠 性问题 ， 越来越引起冶金企业设备维护及管 理的重视 。 2 隔离开关运行中存在的问题 近年来 ， 根据冶金企业 变电站实际运行 统计和调查分析， 户外高压隔离开关经常出 现的四大问题是锈蚀问题、 传动问题、 导电回 路过热及瓷瓶断裂问题。 2 ． 1 锈蚀问题 近年来， 隔离开关的抗腐蚀能力差 ， 主要 有以下几种情况 2 ． 1 ． 1 环境因素 冶金企业中变电站所处的地理环境将直 接影响户外高压隔离开关的使用寿命。如太 钢第一总降压 站地处太钢 重污染 区， 西 临渣 厂水爆池， 东临化学厂， 运行环境恶劣， 隔离 开关受冶金粉尘及酸雾、 蒸汽等影响较大， 锈 蚀严重。 2 ． 1 ． 2 质量 因素 隔离开关零部件一般采用冷镀锌工艺， 由于冶金企业的运行环境恶劣， 生锈的现象 较普遍 。 2 ． 2 传动问题 隔离开关的传动部分由于锈蚀、 变形等 原因， 操作时常卡阻， 加重了操作力矩， 引起 隔离开关合闸不到位， 分闸困难， 甚至传动杆 扭曲变形、 拐臂断裂。隔离开关传动阻滞的 原因主要有 以下几点 转动轴承出厂时涂抹润滑油一般密封 不严 ， 容易渗进雨水 ， 造成转动不灵活 ； 国产隔离开关 的销轴 ， 一般采用 的是 冷镀锌的铜制产品 ， 而且大多裸露 ， 在雨水 、 潮气， 特别是酸雾的作用下， 非常容易生锈， 造成轴销活动不灵。另外 ， 轴套采用黄铜 制 造， 容易和铜制销轴发生化学腐蚀， 更加重了 缺陷情况 ； 隔离开关在安装后由于生锈、 变形等 问题导致灵活度下降， 操作力矩增大， 容易造 维普资讯 太钢科技 5 3 成分 、 合闸困难。 2 ． 3 导体过热问题 隔离开关导电回路 的过热现象主要出现 在动静触头的接触部位 ， 其直接原 因是暴露 在大气中的触头受到冶金粉尘 、 蒸汽 、 雨雪 、 潮气、 腐蚀性气体的侵蚀， 致使接触表面积 灰、 积垢 、 锈蚀、 生成化合物薄膜， 导致接触表 面电阻增大， 温升过高 。根据我们多年运行 经验 ， 户外隔离开关的工作电流如果达到其 额定电流的 7 0 ％ ， 一般会发生过热。 2 ． 4 瓷瓶断裂的原因分析 2 ． 4 ． 1 应力的作用 应力作用使瓷瓶断裂 ， 主要是 由于冶金 企业中变电站所处的地理环境恶劣 ， 直接影 响户外高压隔离开关瓷瓶 的使用寿命 。某 总 降压站地处重污染区， 隔离开关受冶金粉尘 及酸雾 、 蒸汽污染， 使高压瓷瓶 内部产生较大 应力 ， 出现断裂、 破损 。 法兰和瓷柱是用水泥胶装剂胶装 的， 由 于水泥胶装剂夹在法 兰和瓷柱 中间 ， 膨胀受 到约束 ， 必然在胶装部位产生膨胀应力。 由于铸铁法兰 、 胶装剂 、 瓷柱的膨胀系数 各有不同， 当温度降低时它们的收缩量亦不 相同， 铸铁 的收缩比瓷柱的收缩大 ， 瓷柱的收 缩约束 了铸铁 的收缩 ， 这种约束必然造成应 力的产生。 应力的作用是瓷柱顶部 和底部断裂的主 要原因。 2 ． 4 ． 2 瓷柱质量 滚花和压槽 的过程提 高 了瓷柱胶 装强 度， 同时也不可避免会出现微裂纹 ， 这些裂纹 和缺陷会产生应力集 中 ， 当应力达 到瓷柱应 力腐蚀极限时 ， 裂纹开始扩展 ， 最终导致瓷柱 断裂。 瓷柱在制坯 、 干燥 、 焙烧过程 中， 工艺不 合理， 使内部存在大量气孑 L 和微观裂纹 ， 机械 强度降低， 在应力腐蚀下极易断裂。 瓷柱在挤制过程中， 因挤刀过于光滑 ， 使 瓷柱产生夹层， 这种夹层在外表很难被发现。 瓷柱往往就在夹层的地方断裂 。 瓷柱本身质量是瓷柱中间部位断裂的主 要原因。 2 ． 4 ． 3 操作引起的应力 这种应力是操作时产生， 它是暂态的。 往往是由于调试不当， 使操作应力增大； 另一 重要的原因是设备缺乏保养， 隔离开关的传 动部分出现锈蚀、 变形等， 引起分、 合闸困难， 加大操作力矩造成瓷柱断裂 。 2 ． 5 瓷柱断裂的调查 2 ． 5 ． 1 瓷柱断裂的位置 对近期瓷柱断裂事故进行详细统计 ， 发 现瓷柱断裂的部位在瓷裙中间、 顶部和底部 都有， 并且经常是旧裂纹 ， 说明并不是一次操 作应力引起 。 2 ． 5 ． 2 瓷柱断裂的产品 出现问题的隔离开关是 由于厂家把一些 配件如瓷柱等委托给一些私人小厂生产， 又 没把好验收试验关 ， 造成一些劣质产品在 电 网运行。我们还发现出现质量问题的隔离开 关的柱形触头为椭圆形结构， 而其他型号的 隔离开关柱形触头为圆形结构 图 1 。 2 ． 5 ． 3 触头设计 的原因 、 近年来在隔离开关的检修工作中， 发现 有 9 0 ％的检修原因是因为弹簧触子弯曲引 起分 、 合闸困难 。对隔离开关 的圆形和椭圆 形触头进行了分析 、 比较和研究 ， 认为在隔离 开关分 、 合 闸过 程中椭圆形 动触头会对 弹簧 触子产生更大的横 向挤压应力 ， 这种横向挤 压应力会对瓷柱造成伤害， 挤力过大时会造 成瓷柱断裂。而较常见的是压弯弹簧触子， 触子顶住动触头造成闸合不上 ， 或者引起接 触不 良。 2 ． 5 ． 4 隔离开关连接引线的拉力原因 较早建设的变电站场地局部存在塌陷等 原因， 隔离开关会跟随其下沉 ， 隔离开关的连 接 引线会越来越 紧， 对 隔离开关的瓷柱有一 维普资讯 5 4 2 0 0 6年第 2期 种斜向拉力 ； 而另外有些隔离开关 的连接 引 线太长 ， 隔离开关在操作时引线发生震荡， 对 瓷柱也有一种斜向拉力。这两种拉力都会对 瓷柱造成伤害 。 3 加强隔离开关的技术改进和运行管理 。 提 高运行可靠性 柱形触头 弹簧 触指 触头座 在实际运行中， 部分隔离开关的停电比 较麻烦、 困难， 因此容易忽视、 放松对隔离开 关进行定期检修。为此， 必须在加 强对 隔离 开关的运行管理的同时， 有的放矢地对隔离 开关进行技术改造 ， 以提高 隔离开关 运行 的 可靠性 。 图 1 隔离开关 3 ． 1 加强隔离开关设备的选型管理 针对设备招标， 加强技术管理 ， 严把技术 与经济关， 认真编写设备的技术规范书， 精心 挑选投标厂商。在进行技术规范书的编制时 应充分考虑以下几个方面 1 开关 用材采用不锈 钢轴销 、 不锈钢 轴套或用无油复合轴套代替镀锌钢轴销和黄 铜轴套 ； 2 采用能防止雨水潮气渗入 的有 密封 结构的滚珠轴承， 可用滴点高、 稳定性优良的 二硫化钼锂脂代替常用的黄干油； 3 主刀 的电动机构箱 和地刀 的手力机 构箱采用不锈钢产品或经渗锌处理的钢制产 品； 4 采用高强瓷的绝缘支柱代替普通瓷 柱。 3 ． 2 加强隔离开关设备的监制及验收 部分厂家对 出厂产 品装配质量 把关不 严 ， 如螺丝未拧 紧， 润滑剂未加 足或根本 未 加， 平衡弹簧反向安装等等。在安装时也未 曾解体检查， 必将给变电站的安全运行带来 威胁。因此 ， 必须派技术人员驻厂对设 备进 行监制， 随时解决可能出现的质量问题。安 装隔离开关时， 必须对其进行解体检查， 并严 格执行隔离开关的安装工艺， 另外， 验收人员 也应熟悉产品的调试技术要求， 严格把好验 收关， 防止将基建安装时的缺陷带入运行中。 3 ． 3 加强隔离开关 的巡视和 日常保养 由于在运行 中隔离开关绝缘支柱 断裂 、 出线支持件的设备缺陷有增多趋势， 这些缺 陷， 极容易导致运行人员在操作时发生短路 事故， 甚至造成人身伤亡， 所以， 运行人员应 加强对隔离开关的巡视， 及时发现隔离开关 绝缘支柱断裂、 触头、 触指是否弯曲， 做到及 时检修从而杜绝事故的发生。 对隔离开关进行操作检查， 看其操作是 否顺畅， 对其关节部位、 转动部位加润滑油， 减少其操作应力。 当发现隔离开关 的引线太紧时 ， 用铜板 加长连接线从而减少其对瓷柱的拉力， 当发 现隔离开关 的引线太长时 ， 剪短连接线从而 减少其操作时引起的摆荡对瓷柱的拉力。 对柱形触头为椭 圆形结构 的隔离开关要 及时更换为 圆形结构 的触头。 维普资讯 太钢科技 5 5 3 ． 4 推广使用 S F 6 组合电气设备 S F 6组合 电器 占地面积较小 ， 隔离开关 在 G I S 套管内密封， 不受外部环境条件影响， 诸如污秽 ， 大气和锈蚀等等 ， 因而能长期保持 着良 好的性能。由于 S F 6气体的优良灭弧 性能和绝缘性能 ， 可以使得隔离开关 的触头 和其他零件的寿命得到延 长 、 结构简化 、 机构 性能进一步改善， 操作稳定可靠， 消除了室外 隔离开关 所 存 在 的 问题。就 以上 几方 面 ， G I S的实用性能比传统设备优越。某新建的 不锈钢工程 中 1 1 0 k V及以上 的变电站都采 用 G I S 电气设备， 极大地提高了变电站运行 的可靠性。 4结束语 隔离开关故障会造成设备损坏甚至大面 积停电的事故 ， 我们必须对此加以足够 的重 视 ， 加强日常巡视， 掌握设备运行状况， 发现 故 障尽快查明原因并排除隐患， 保 障电网安 全可靠运行。 太钢与 I n c o 公司联手共建镍厂 加拿 大多伦 多当地 时间 2 0 0 6年 5月 4 日下午 ， 太钢董事长陈川平 与 I n c o 公 司执行 副总裁签订了双方合资合作意 向书 ， 省委书 记张宝顺、 省有关部门领导和 I n c o 公司总裁 斯克特汉德出席 了签字仪式。 I n c o 公司是世界第一大镍制造商， 镍年 生产能力 达到 3 0万 t ， 占全球产量的 四分之 一 ，预计到 2 0 0 7年产能将达到 4 5万 t 。该公 司拥有世界级的矿藏储备， 建造了全球最好 的镍生产企业。同时也是铜 、 钴及贵金属 、 铂 族金属的重要生产商， 以及镍产品、 硫酸及液 态二氧化硫的专业制造商。 太钢与 I n c o 公司经过两年时间的接洽 ， 达成此项 合资建设通 用镍冶炼 厂的合作意 向， 投资总额预计约 5 0 0 0万美元 ， 年生产能 力约 2 0 0 0 0 t 。此项 目将形成太钢不锈钢重要 原料 的战略供应链。同时， 太钢和 I n c o公司 亦有兴趣探讨未来在中国境内外的其他合作 机会 。 意向书的签订 ， 是落实山西省 2 0 0 6年大 招商和深化国企改革的重大举措 ， 双方将按 计划推进合资合作项 目的进一步落实。 摘 自相关报道 维普资讯