浅谈隔离开关发热及原因分析

【前言】浅谈隔离开关发热及原因分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。随着高压隔离开关朝着高电压，大容量化，机械设计的可靠性，小型化发展，隔离开关在运行中发热越来越突出，越来越普遍，加快了设备的老化和损坏，带来很大的经济损失。所以非常有必要分析研究隔离开关发热的原因并通过技术改进减少发热问题，延长设备寿命。 二、原因...

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2014）01-0462-02

摘要：高压隔离开关是电力系统中使用最广泛的高压开关设备，通常是高压断路器使用数量的2～4倍。GW4型户外隔离开关因其具有结构简单、纵向尺寸小、布置方便、操作轻便、运行安全可靠、规格品种齐全、适用范围广等特点，在电力系统高压电气设备中具有十分重要的地位。但是，因为这种设备在户外运行中受到环境和气候的影响，随着运行年限的增长，也暴露出一些缺陷，其中隔离开关过热是主要问题之一。因此通过技术改进和完善制造工艺及检修工艺，解决或尽量减小隔离开关在运行中的过热问题。

关键词：隔离开关 过热 技术

一、研究背景

隔离开关是电力系统中的重要电气设备之一，隔离开关又称为刀闸，是一种高压电气设备。因为它没有专门的灭弧装置，所以，不能用来切断负荷电流和短路电流，使用时应与断路器配合使用，一般对动触头的开断和关合速度没有特别规定要求。隔离开关在电力系统中的主要作用有隔离电源，改变运行方式，接通和断开小电流电路，接通和断开未带负荷的汇流空载母线，接通和断开变压器中性点接地。

随着高压隔离开关朝着高电压，大容量化，机械设计的可靠性，小型化发展，隔离开关在运行中发热越来越突出，越来越普遍，加快了设备的老化和损坏，带来很大的经济损失。所以非常有必要分析研究隔离开关发热的原因并通过技术改进减少发热问题，延长设备寿命。

二、原因分析

上图是隔离开关在带负荷状态下的红外测温图，从图可以看出运行中的隔离开关发热部分主要是在于导电部分。隔离开关的导电部分包括触头、闸刀、接线座等，其作用是传导电流。隔离开关导电部分在运行中发热主要是由负荷过重、接触电阻增大、操作时没有完全合好引起的。导电部分中的发热部位主要分布在触头部分和接线座部分。

触头发热 主要是由于：

1）触指与触头接触不良，引起触头发热；

2）触指、触头烧损严重，接触不良引起发热；

3）触指弹簧失效，压力不够引起发热；

4）各连接部分松动引起发热。

接线座发热 主要是由于：

1）导电管与接线座接触不良引起发热；

2）接线座内导电带（软连接）两端接触面接触不良引起发热；

3）出线端子与接线板接触不良引起发热。

因此在设备不过载的情况下，导电部分发热主要是由接触电阻增大引起的。导电接触部分有接线板与导电杆的接连接部分，导电杆与导电带（软连接）的连接部分，导电带（软连接）与下夹板的连接部分，下夹板与导电臂的连接部分，导电臂与公触头的连接部分，公触头与触指的接触部分，触指与触指座的连接部分，触指座与导电臂的连接部分。接触部分接触电阻增大的主要原因有接触面不干净，有污物，油污，或有氧化层、灼伤痕迹，或固定螺旋没拧紧等。

GW4型隔离开关为双柱水平旋转式隔离开关，动触头插入静触头后，靠静触指压紧弹簧保持合闸接触状态。运行中常常发生导电回路异常发热，可能是触指压紧弹簧压力（拉力）达不到要求，引起触指接触不良而造成的，还有可能是长期运行后，接触面氧化、锈蚀使接触电阻增加而造成。运行中弹簧长期受压缩（拉伸），并由于工作电流引起发热，使弹性变差，恶性循环，最终造成隔离开关导电部分烧损。有些触头镀银层工艺差，厚度得不到保证，易磨损露铜，导电杆被腐蚀等原因也会造成隔离开关导电部分发热。此外，还有合闸不到位或剪刀式钳夹结构夹紧力达不到要求等原因引起隔离开关导电部分发热。

导电回路接触不良发热的主要原因是弹簧锈蚀、变细、变形，以致弹力下降引起接触压力下降，机构操作困难引起合闸不到位，接线板螺丝年久锈蚀，接触面藏污纳垢，清理不及时等，涂抹导电物质不当等。GW4型隔离开关触头接触处是发热发生频率较高的部位，而左触头发热一般不被人们注意，因为左触头紧靠接头接触处，其发热现象容易被接头接触处发热所掩盖。在现场测量时经常发现左触头温度明显高于触头接触处，这两处发热的主要原因有：合闸不到位造成接触面接触压力不够，导致发热；因发热或锈蚀等原因引起左触头弹簧弹性下降，造成左触指与触指座、右触头之间的接触压力不够，导致发热。左右触头烧伤，表面不平整，造成有效接触面减小，导致发热等。

触指弹簧分流退火失去弹性，导致隔离开关触头夹紧力不足，造成触头与触指接触压力不够引起发热。造成此类情况的根源在于早期GW4型隔离开关触头结构设计存在缺陷 。

三、解决方案

1.减小导电部分本身电阻的方法：导电回路选用低电阻率耐高温的导电材料，导电部分的导电截面与工作电流的大小要合适，导电部分表面镀0.2毫米厚度的银层，镀银层有磨损时重新镀银或更换。导电带（软连接）的铜片数不少于5片，不能用有破损，断裂或有裂纹的铜片，有氧化或灼伤痕迹的铜片及时更换。镀银软连接的镀银铜片数不少于3-5片，有氧化层或生锈，有破损，有裂纹的及时更换。

2.减小接触电阻的方法：接触面清洁干净，除掉污物、油污并露出镀银层，有生锈和氧化层的部分用00#砂纸打磨干净。除了触指与触指座和触头的接触部分，其他导电接触部分涂抹适当的导电膏或中性凡士林，夹紧螺旋拧紧。触指与触头的接触部分必须面接触，触指排列整齐，触指弹簧变形，生锈，弹性失效时及时更换。

四、完善化改进措施

正常情况下，触指和触头、触指座的4个接触点，实际上形成一个电桥式电流回路，当合闸不到位造成触指末端接触不良时，电桥平衡被破坏、电流被迫从内置弹簧中流过，流过电流的大小和接触不良的程度有关。为了防止触指弹簧的弹性失效和老化，在触指与触指弹簧的接触处垫一层绝缘垫块或触指弹簧表面涂一层绝缘漆或使用绝缘材料制作的弹簧，不让电流从触指弹簧流过，这样可以延长触指弹簧的寿命，可以减少触指与触头因为接触压力不够而引起的发热问题。还有一种方法是干脆就不用触指弹簧和镀银软连接，触指用弹性良好的两片钢板制作并用螺旋分别固定在触指座的左右两面上，触指座与钢片的接触面，在用螺旋固定的部位涂抹适当的导电膏，减小接触电阻。这样不仅可以减小触指与触头的接触电阻，减少发热问题，还可以节省材料，简化制造工艺。

五、展望

随着我国经济的发展，工业中心不断增大负荷密度，要求提高输电能力、提高电压、增大容量。有些国家已经研制了1100kV～1500kV输电线路，我国已经广泛建设500kV的输电线路，1000kV的输电线路也将大量投入运行，远距离，大容量输送电力就不断增加。性能可靠，结构紧凑的高压隔离开关将能满足电力建设的发展对电力供应可靠性的越来越高的要求。隔离开关在产品设计中导电系统采用新材料、新技术、新设计，还可以采用多触点触头，以节省材料、减轻重量、提高导电容量、开关的安全性及供电可靠性。