2017年電氣工程師發輸變電知識點:隔離刀與負荷開關

關於隔離刀與負荷開關這兩個知識點大家都掌握了嗎?下面是小編爲大家整理的2017年電氣工程師發輸變電知識點:隔離刀與負荷開關,希望能幫到您!

2017年電氣工程師發輸變電知識點:隔離刀與負荷開關

隔離刀

隔離刀(或稱隔離開關)由於有明顯的斷口可以識別接通或分斷,主要是用來隔離高壓電源的,以保證線路和設備的安全檢修,能分斷的電流很小(一般只有幾個安培)。由於沒有專門的滅弧裝置,所以它不能用來分斷故障電流和正常工作電流,不允許帶負荷進行分斷操作。

負荷開關

負荷開關具有簡單的滅弧裝置,滅弧介質一般採用空氣,可以接通和分斷一定的電流和過電流,但是不能分斷短路電流,不能用來切斷短路故障。所以絕對不允許單純用負荷開關來替代斷路器;如果要採用負荷開關,必須與前面提到的高壓熔斷器配合使用(實際上往往用熔斷器和負荷開關串聯使用,用作簡單的過負荷保護,以降低工程造價)。

負荷開關與隔離刀類似,都有明顯的斷開間隙,可以很容易的判別電路是處於接通還是斷開狀態。

高壓隔離開關的故障處理

1.高壓隔離開關工作原理分析

高壓隔離開關是電網中最基礎的開關電器之一,起到隔離電源、改變運行方式、通斷負荷電流、進行倒閘操作等作用,它通過操作機構來驅動本地刀閘,完成相應的分閘和合閘,以形成明顯的電路斷開點,能夠完成相應的接通和斷開操作。高壓隔離開關主要包括導電部分、操動機構、傳動機構、絕緣部分、支持底座等部分。

根據安裝地點的不同,可以分爲屋內式(GN型)和屋外型(GW型),高壓隔離開關沒有專門的滅弧裝置,因此不具有開斷負荷電流和短路電流的功能,因此通常與高壓斷路器配合使用。

2.高壓隔離開關的常見故障及其處理措施

高壓隔離開關在電力系統中的使用頻率非常高,同時運行環境相對惡劣,面對製造工藝、氣候環境、運行維護等方面的影響,高壓隔離開關在運行中容易出現鏽蝕、過熱、接觸不良、密封不佳、機械故障等問題。下文將對其中較爲常見的幾種故障展開討論。

2.1異常發熱

雖然高壓系統對隔離開關的觸頭質量和製造工藝都有較高的要求,但高壓隔離開關的異常發熱問題仍不可避免。尤其是戶外型隔離開關,由於暴露在戶外,很多部件大多裸露,受到雨水沖刷很容易引起零部件生鏽,如果此時出現隔離開關觸頭接觸不良、出線座鏽蝕、各接線夾或螺栓連接部位鬆動等情況,由於長期通過電流可能導致異常發熱。一旦發現隔離開關出現異常發熱情況,必須立即向調度部門彙報,並根據實際情況進行處理,如果是雙母線接線方式中某一條母線的隔離開關出現發熱,可以將負荷全部倒閘到另一條母線,再進行故障處理,如果是單母線接線,應該立即進行負荷轉移,再進行故障處理,儘快安排定位具體的故障原因。

例如,某變電站的GW5型高壓隔離開關,在運行中開關接觸點部位經常出現打火現象,經過停電檢修,發現該系列的隔離開關觸頭爲拉簧式,在運行中接觸面由於缺少有效的維護,而出現氧化情況,當通過接觸面的負荷電流過大時,就會出現打火現象,同時,每次打火時彈簧會出現退火,引起拉力降低,對隔離開關的運行造成極大影響。對此,變電站及時採取了有效措施,採用了螺絲固定等法緩解彈簧疲勞,並對該隔離開關保持嚴密監視。

2.2拒分拒合

高壓隔離開關的二次迴路中連接的部件衆多,包括中斷器、熔接器、接觸器、輔助開關、熱繼電器等,還有很多機械元件,包括觸頭、觸指、彈簧等,這些部件在長期的使用中,都存在損壞或鏽蝕的可能。高壓隔離開關拒分拒合的表現形式主要有:

①高壓隔離開關在合閘時不能制動,閘門的觸頭頂住觸指。②觸頭與觸指僅能夠單邊接觸,或傳動部件損壞,導致不能夠完全分合閘。③高壓隔離開關的電氣系統出現故障,如元件損壞、保險絲熔斷等。

導致高壓隔離開關出現故障的原因是多方面的,包括機構因素、電氣因素等。其中,機構因素包括隔離開關內部的連桿、拐臂等元件鏽蝕,或是因長期的撞擊與摩擦,導致觸頭支架的強度不足,引起分合閘不到位。此時,應該針對相應的鏽蝕部位進行潤滑,並更換不合格元件;電氣因素是指電動機故障、控制電源故障、保險絲斷裂等電氣故障,引發隔離開關分不能分合閘。由於系統內部各元器件結構複雜,因此應該做好日常的檢修和維護。

2.3瓷瓶斷裂

在高壓隔離開關的`實際故障中,瓷瓶斷裂是危害性較大的一種故障,因瓷瓶斷裂可能導致短路,引發系統停電事故,嚴重時還可能損壞電氣設備和工作人員。在高壓隔離開關實際運行過程中,由於隔離開關的瓷瓶和法蘭是用水泥膠裝劑膠裝的,受到外界溫度變化影響時,水泥膠裝劑會產生膨脹應力,由於隔離開關的法蘭、膠裝劑、瓷瓶的膨脹係數和收縮係數各不相同,因此一旦溫度變化波動較大或操作頻繁時,可能引起瓷瓶破裂。

根據現場經驗實際分析,很多高壓隔離開關的瓷瓶破裂與膠裝質量不合格有關,在高壓隔離開關瓷瓶破裂事後的事故分析中,發現很多瓷瓶膠裝時,或沒有使用緩衝墊、或有斷裂的木楔殘留在內、或僅對法蘭口進行簡單膠裝而內部未進行必要的膠裝,這種情況下,會引起瓷瓶內部出現夾渣或夾層,隨着外界環境的變化引起裂紋,並逐步擴大最終引起事故。

針對上述問題,應該從兩個方面加強管理。首先,嚴格對瓷瓶膠裝質量的管理,膠裝不合格的瓷瓶應不予採用,對瓷柱塗抹專用的防護膠,提升其對溫度的適應能力,延長使用壽命。在運行中,還可以採用補強柱的方式來提升瓷瓶的強度,目前主要有50%和100%兩種強度的增強瓷柱,對於溫度變化劇烈或運行條件惡劣的高壓隔離開關,可以酌情采用。此外,做好瓷瓶的無損檢測,目前常用的檢測方式有超聲波檢測和TEV暫態電壓檢測等方法,能夠及時發現微小的瓷瓶裂縫,起到防患於未然的作用。

2.4零件鏽蝕

受到周圍環境的影響,高壓隔離開關零件鏽蝕不可避免。運行年數越長,開關設備趨於老化,加上雨雪沖刷、潮溼氣候的影響,隔離開關的零件出現生鏽卡澀。同時,高壓隔離開關運行環境中灰塵較大,污垢堵塞和氧化作用也會引起零件鏽蝕,導致隔離開關故障。

針對零件鏽蝕故障,首先應該做好隔離開關的運行維護,定期對高壓隔離開關進行除塵除垢工作,對隔離開關的傳動部件塗抹潤滑油,某些容易鏽蝕的元件塗抹防鏽漆或二硫化鉬,定期更換腐蝕嚴重的零部件,母線因故停電檢修時,可以順便進行隔離開關的檢修和維護工作。其次,做好隔離開關的材料選型,選用導電性能較好的觸頭,刀閘固定螺栓使用不鏽鋼材料,金屬件都應該使用熱鍍鋅工藝,尤其是某些溼度高、空氣鹽度高的特殊地區,應該適當縮短隔離開關的檢修週期。