GW4型高压隔离开关过热问题分析及解决措施

柳建平，张治国

（河南平高电气股份有限公司，河南 平顶山 467001）

GW4型高压隔离开关过热问题分析及解决措施

柳建平，张治国

（河南平高电气股份有限公司，河南 平顶山 467001）

高压隔离开关是电力系统中使用量最大的高压开关设备，通常是高压断路器使用数量的2～4倍。GW4型户外交流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，被电力系统广泛应用，具有十分重要的地位。但是，因为这种设备完全暴露在大气环境中，受环境和气候条件影响严重，随着运行年限的增长，也暴露出一些缺点，其中导电回路过热是主要问题之一。

1 过热问题的早期诊断

要解决导电回路过热的问题，就必须充分了解GW4型高压隔离开关发生过热的实际部位、各部位发热的严重程度、过热的发展变化趋势等情况。

通过调查统计发现，GW4型隔离开关的过热一般发生在触头、触指、接线座等接触部位。由于接触联接变坏的现象比较复杂，是不可计算、不可预测的，所以需要定期检查和细心维护。通常在停电大修时，可通过测量导电回路电阻的办法来评估其导电性能。平时运行中可以在雨雪天气和早晨巡视时，通过观察各导电部位的雨水、积雪、霜露等情况进行早期诊断，也可以根据变色漆的颜色变化或利用试温蜡片测试。最可靠的方法是定期用红外热成像测温仪来观察回路的发热情况。

据经验发现，有些部位发热是由其自身缺陷引发的，或是由相邻部位发热传导所致的。因此，在使用红外热成像测温仪测温时，应将仪器功能设置在即时温度位置，并对准被测物缓慢移动，找出最高温度点，然后进行分析比较判断，才能找出真正的发热部位。

2 导电回路产生过热的原因

隔离开关的导电回路过热一般出现在接触部位，产生过热的根本原因是接触不良。其直接原因是：沙尘、水泥粉末、雨雪、潮气和污秽(煤烟、盐碱空气)等的侵袭，致使其接触表面积灰、积垢和锈蚀；或者是在氧化和腐蚀性气体的化学作用下使接触表面生成化合物薄膜。这些都会导致接触表面电阻增大，温升过高。GW4型隔离开关的过热部位主要出现在以下几个地方。

2.1 触头与触指接触处及触指过热

GW4型触头结构如图1所示。正常情况下，触指与触头、触指座的4个接触点，实际形成一个电桥电路。当合闸不到位或合闸过度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。流过电流的大小与接触不良的程度相关。当弹簧长时间流过较大电流后，将使其退火，弹性减弱，降低接触压力，使接触电阻增大，接触不良情况进一步恶化，触头发热越加严重。此外，触头弹簧长期工作产生疲劳变形，甚至由于锈蚀失去弹性，也是造成接触不良的原因之一。

2.2 接线座过热

隔离开关接线座过热是一种比较复杂的过热现象，其发热的隐蔽性、严重性正逐渐引起设计者和运行人员的重视。接线座发热有以下几种情况：

(1) 铝质接线座和铜导电带、铜导电杆接触处理不当产生电化腐蚀，这些腐蚀物皮膜使接触电阻增大，造成联接处过热，并且由此产生恶性循环。随着温度升高，氧化反应加快，腐蚀产物皮膜加厚，接触电阻越来越大，过热情况越来越严重。

(2) 因导电带装反，使其旋转方向与隔离开关操作转动反向，或者因其他部位发热造成铜导电带过热失去弹性，或者因受腐蚀性气体长期侵蚀导电带失去弹性，从而在长期操作中使铜导电带断股，导致实际导电能力下降，引发过热。

3 解决导电回路过热的措施

3.1 接触连接设计、制造上应注意的问题

(1) 由于铜、铜镀银及铜镀锡与锌组成的接触偶受潮后将引起接触腐蚀，为此，固定导电元件(如接线板、导电带、导电杆、触指、触头、接线座等)的紧固件应避免采用镀锌件，而采用不锈钢或黄铜件，以防止发生接触腐蚀。

(2) 因铝与铜直接连接会产生严重的电化接触腐蚀，所以近些年铝—铜接触工艺问题受到越来越广泛的关注。随着镀银工艺水平的提高，铝表面镀银的技术已经成熟，因此可以采用铜、铝表面分别镀银的方法来解决铝铜接触产生的问题。

3.2 科学合理地安排安装、检修施工

(1) 在装配接触连接之前，要用干净抹布拭去接触面上的灰尘及脏物。为防止空气中的潮气进入连接处而使接触面发生氧化，通常要在接触面上涂上一薄层白色凡士林或导电膏，然后用螺栓固定压紧，再用浸过汽油的干净抹布擦去从缝隙内挤出来的油膏，最后用漆或防水胶封盖其周边缝隙，以防止发热时油膏流出或雨水潮气渗入，从而保持接触面干燥清洁不被氧化，使接触电阻稳定。尤其是铝—铝、铝—铜的结合面，涂封更为必要。

(2) 对投运后的隔离开关进行检修，应采用解体检修的方式，并严禁使用有缺陷的劣质线夹、螺栓等零部件。对过热频率较高的母线侧隔离开关，要保证检修到位和检修质量。对接线座部位，要重点检查导电带两端的连接情况，保证两端面清洁、平整，涂抹导电脂、压接紧密；对触头部位，要保证触头的光洁度，并涂抹白色凡士林，检查触头的烧伤情况，必要时要更换触头、触指，触指座要打磨干净，更换有过热、锈蚀现象的弹簧；要保证三相分合闸同期，触头的插入深度符合要求，两侧触指压力均匀。为检验检修质量，还应测量回路电阻，保证各接触面接触良好。

3.3 做好过热缺陷的早期诊断工作

在隔离开关的接线座、触头等部位贴试温蜡片或涂变色漆，使运行人员能及时发现过热缺陷。最好能定期或不定期地开展红外线测温工作，以便更准确地掌握设备即时温度、温升等运行状况。

4 结束语

做好以上各种防范措施可在很大程度上解决GW4型隔离开关主回路过热问题，但是因GW4型隔离开关本身设计和采用材料等存在一定缺陷，有些过热问题很难从根本上解决，特别是在潮湿地区和风沙较大的地区。目前GW4型隔离开关正逐步被新型的GW4G型隔离开关替代。GW4G型隔离开关采用自立式触指，结构设计比较完善，可大大减少主回路过热问题。

2009-10-14)