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[摘 要]XX水电站一次设备，大电流回路隔离开关就曾出现几次发热故障概述及处理措施
[关键词]高压隔离开关 发热 处理措施
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）05-01-01
一、概述
位于凉山州的XX水电站装机容量为3*60MW，发电机的型号为SF-J60-12/4430。额定电压13.8Kv，额定电流：2896A。发电机出口开关柜配GN22-15/3150-63型隔离开关。自2008年投入运行以来几次发生隔离开关触头发热烧毁事故，给企业造成巨大经济损失。
二、隔离开关的技术参数及工作原理
发电机出口隔离开关为主要的一次设备。合位时是一次电流经过该设备输送之母线，分位时形成一处明显的断开的保证发电机与系统的电气连接彻底断开 。
技术参数
型号： GN22-15/3150-63
额定电压：15KV
额定电流：3150A
操作机构：CS6-2
三相不同期：≤3mm
断口距离：≥170mm
工作原理
此隔离开关采用三极式两步动作结构，即主轴转动的前80 度为合闸角，用于将由极限断开位置转动至极限合闸位置，主轴 转动的后10度为接触角，用于锁紧机构动作，通过滑块带动连杆运动，使两侧顶杆推出，磁锁板起杠杆作用，将顶杆的推力增大后压紧在触刀，形成接触压力
三、发热原因分析
1、隔离开关的额定电流偏小。按照规程的要求隔离开关的额定电流应不小于最大工作电流的1.5倍，而当机组满负荷时隔离开关额定电流与工作电流比为3150A/2869A≈1.1。
2、该型隔离开关设计存在不合理现象
正常运行时，动静触头连接，但动触头固定杆存在导流现象。因为在此时，固定杆中部一直靠在静触头上的解锁止位桩上，与静触头连接，形成导流回路。虽然电阻大的分流少，但由于是不固定接触，小电流通过时，也会产生发热，只是发热量较小，对设备的正常运行极为不利。
3、隔离开关的引流线采用的链接方式为硬链接，且隔离开关是采用单支柱绝缘子，母排引下線为双层100*6的铜母排。应力使动静触头的中心發生错位就，使有效接触面积减小，有效加紧力变小。
3、电气连接导体接触面和触头接触面，不管加工如何光洁，从细微结构来看，都是凹凸不平的，实际有效接触面只占整个接触面的一小部分，各种金属在空气中还会生成一层氧化层。隔离开关长期运行，动静触头间接触面氧化，使导体表面电阻增加。
4、设计上存在的缺陷
在正常操作隔离开关后，因磁锁板被顶杆推出，通过杠杆原理，磁锁板将顶杆的力放大5.5倍后，产生很大的力加于动触头接触位置。此时的磁锁板将长期在运行位置承受此力量，容易造成磁锁板的金属疲劳，形成变形，使压力降低，同样会导致发热量增加。
5、长期运行，动、静触头间，用于润滑用的凡士林、导电膏等，老化、吸尘、变质、硬化，导致接触电阻增大。老化、吸尘、变质、硬化的凡士林、导电膏等在分合过程容易造成镀银层的破坏，使铜胚暴露，导致接触电阻增大。
金属及其氧化膜的电阻率（20℃）
材料 电阻率
微欧*米 氧化物 电阻率
欧*米 接触电阻（新材料） 接触电阻（氧化后）
铜 0.0175 氧化物铜 2-5*106 29微欧 400微欧
银 0.0165 氧化物银 0.0001 6微欧 25微欧
硫化银 10-106
6、调整好隔离开关经长期运行后，因内应力的释放发生变形、各转动部件锈蚀、积灰导致在合闸时，隔离开关的锁紧行程未完全到位，接触电阻明显增大；
7、运行人员操作、检查不到位造成隔离开关虚合
上述原因必然造成隔离开关的接触电阻增大，而发热量取决于通过的电流大小和回路中的接触电阻大小。发热量增加又导致接触电阻增大，形成恶性循环，温度越来越高，可能造成触头氧化变色，甚至触头间导电部分粘连。由于主回路导流不 畅，会导致动触头固定连杆通过部分电流，造成发热。因为是铁结构，又是不固定连接，发热会在此处体现得相当明显。温度越来越高，最终将动触头固定连杆烧断，动触头间隙进一步增大，温度继续上升，最终因高温作用，动触头固定装置被烧断，导致动触头脱落，隔离开关烧毁。
四、处理方法及防范措施：
1、 换用额定电流为5000A 、操作机构为电动机构 的隔离开关
2、 调整行程。让操作把手有足够的行程将其动静触头锁紧，无摆动，且操作灵活。
3、 测量隔离开关的接触电阻，让其保证在80微欧范围以内。
4、 加强温度监视。一旦出现发热，马上给予处理。
5、 加大培训。加大培训力度，使运维人员了解掌握设备原理。操作时认真检查刀闸是否合到位
6、 每次停电检查时，检查磁锁板是否变形；若存在变形，发现问题及时处理
7、 每年进行一次隔离开关检修。
检修项目为：
（1）彻底清除导电部分及支柱绝 缘子表面尘埃，检查刀 闸接触部分是否过热及清除氧化痕迹（镀银触头应用25%～25.8%的氨水泡，用尼龙刷除去硫化银）；
（2）用酒精清洗刀口接触面，清洗干净后涂；导电膏；
（3）检查机构各转动摩擦部分有无发卡，清除劣变质的润滑油脂，补涂新油脂，检查各销孔及连接紧固螺丝是有否松动。
[关键词]高压隔离开关 发热 处理措施
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）05-01-01
一、概述
位于凉山州的XX水电站装机容量为3*60MW，发电机的型号为SF-J60-12/4430。额定电压13.8Kv，额定电流：2896A。发电机出口开关柜配GN22-15/3150-63型隔离开关。自2008年投入运行以来几次发生隔离开关触头发热烧毁事故，给企业造成巨大经济损失。
二、隔离开关的技术参数及工作原理
发电机出口隔离开关为主要的一次设备。合位时是一次电流经过该设备输送之母线，分位时形成一处明显的断开的保证发电机与系统的电气连接彻底断开 。
技术参数
型号： GN22-15/3150-63
额定电压：15KV
额定电流：3150A
操作机构：CS6-2
三相不同期：≤3mm
断口距离：≥170mm
工作原理
此隔离开关采用三极式两步动作结构，即主轴转动的前80 度为合闸角，用于将由极限断开位置转动至极限合闸位置，主轴 转动的后10度为接触角，用于锁紧机构动作，通过滑块带动连杆运动，使两侧顶杆推出，磁锁板起杠杆作用，将顶杆的推力增大后压紧在触刀，形成接触压力
三、发热原因分析
1、隔离开关的额定电流偏小。按照规程的要求隔离开关的额定电流应不小于最大工作电流的1.5倍，而当机组满负荷时隔离开关额定电流与工作电流比为3150A/2869A≈1.1。
2、该型隔离开关设计存在不合理现象
正常运行时，动静触头连接，但动触头固定杆存在导流现象。因为在此时，固定杆中部一直靠在静触头上的解锁止位桩上，与静触头连接，形成导流回路。虽然电阻大的分流少，但由于是不固定接触，小电流通过时，也会产生发热，只是发热量较小，对设备的正常运行极为不利。
3、隔离开关的引流线采用的链接方式为硬链接，且隔离开关是采用单支柱绝缘子，母排引下線为双层100*6的铜母排。应力使动静触头的中心發生错位就，使有效接触面积减小，有效加紧力变小。
3、电气连接导体接触面和触头接触面，不管加工如何光洁，从细微结构来看，都是凹凸不平的，实际有效接触面只占整个接触面的一小部分，各种金属在空气中还会生成一层氧化层。隔离开关长期运行，动静触头间接触面氧化，使导体表面电阻增加。
4、设计上存在的缺陷
在正常操作隔离开关后，因磁锁板被顶杆推出，通过杠杆原理，磁锁板将顶杆的力放大5.5倍后，产生很大的力加于动触头接触位置。此时的磁锁板将长期在运行位置承受此力量，容易造成磁锁板的金属疲劳，形成变形，使压力降低，同样会导致发热量增加。
5、长期运行，动、静触头间，用于润滑用的凡士林、导电膏等，老化、吸尘、变质、硬化，导致接触电阻增大。老化、吸尘、变质、硬化的凡士林、导电膏等在分合过程容易造成镀银层的破坏，使铜胚暴露，导致接触电阻增大。
金属及其氧化膜的电阻率（20℃）
材料 电阻率
微欧*米 氧化物 电阻率
欧*米 接触电阻（新材料） 接触电阻（氧化后）
铜 0.0175 氧化物铜 2-5*106 29微欧 400微欧
银 0.0165 氧化物银 0.0001 6微欧 25微欧
硫化银 10-106
6、调整好隔离开关经长期运行后，因内应力的释放发生变形、各转动部件锈蚀、积灰导致在合闸时，隔离开关的锁紧行程未完全到位，接触电阻明显增大；
7、运行人员操作、检查不到位造成隔离开关虚合
上述原因必然造成隔离开关的接触电阻增大，而发热量取决于通过的电流大小和回路中的接触电阻大小。发热量增加又导致接触电阻增大，形成恶性循环，温度越来越高，可能造成触头氧化变色，甚至触头间导电部分粘连。由于主回路导流不 畅，会导致动触头固定连杆通过部分电流，造成发热。因为是铁结构，又是不固定连接，发热会在此处体现得相当明显。温度越来越高，最终将动触头固定连杆烧断，动触头间隙进一步增大，温度继续上升，最终因高温作用，动触头固定装置被烧断，导致动触头脱落，隔离开关烧毁。
四、处理方法及防范措施：
1、 换用额定电流为5000A 、操作机构为电动机构 的隔离开关
2、 调整行程。让操作把手有足够的行程将其动静触头锁紧，无摆动，且操作灵活。
3、 测量隔离开关的接触电阻，让其保证在80微欧范围以内。
4、 加强温度监视。一旦出现发热，马上给予处理。
5、 加大培训。加大培训力度，使运维人员了解掌握设备原理。操作时认真检查刀闸是否合到位
6、 每次停电检查时，检查磁锁板是否变形；若存在变形，发现问题及时处理
7、 每年进行一次隔离开关检修。
检修项目为：
（1）彻底清除导电部分及支柱绝 缘子表面尘埃，检查刀 闸接触部分是否过热及清除氧化痕迹（镀银触头应用25%～25.8%的氨水泡，用尼龙刷除去硫化银）；
（2）用酒精清洗刀口接触面，清洗干净后涂；导电膏；
（3）检查机构各转动摩擦部分有无发卡，清除劣变质的润滑油脂，补涂新油脂，检查各销孔及连接紧固螺丝是有否松动。