隔离刀闸发热缺陷的分析与预防

金小虎，张 睿

(1.庆阳供电公司，甘肃 庆阳 745000；2.甘肃电力科学研究院，甘肃 兰州 730050)

红外成像技术可以在不接触电气设备、不取样、不解体、不停电的情况下对电气设备绝缘故障进行检测和诊断，是一种较为理想的检测电气设备绝缘缺陷的现代化手段。

1 红外测温技术在监测隔离刀闸发热的应用

1.1 红外线测温的目的和意义

红外测温技术可以在不停电的情况对电气设备绝缘故障进行检测和诊断，能提前发现电气设备存在的异常，将设备事故消灭在萌芽状态，保证电网的安全运行。红外测温还可以起到预防性维护的作用，检测人员可以通过分析找出设备已存在或潜在的问题。

红外线诊断技术的应用是对预防性试验的补充和完善，可以发现在电气设备离线试验中不易或无法发现的设备缺陷，并填补了许多高压设备缺少在线监测的空白。在目前大力提倡状态检修的情况下，红外检测诊断技术已经成为电气设备从定期检修向状态检修转变过程中一项不可缺少的技术手段。

1.2 隔离刀闸发热产生的危害及影响

隔离刀闸接触部分发热是由于压紧弹簧或螺栓松动使表面氧化所致，通常发展很快。受温度的影响，接触部分表面更易氧化，使其电阻增加，温度升高，若任其不断地发展下去，可能会产生电弧，演变为接地短路，严重威胁电网的安全运行。为防止隔离开关因污垢、锈蚀导致触头烧坏事故，目前采用红外测温技术巡检设备发热情况，根据触头温度，对隔离开关的状态进行判断。

2 2起典型隔离刀闸发热缺陷的分析

庆阳供电公司目前运行的110 kV隔离刀闸数量为182组，35 kV隔离刀闸289组，型号为GW4型。2010年以来，运行刀闸的缺陷日益增多，突出表现为刀闸的接线板、刀闸出线座、刀口发热，其中刀口发热最为突出。每年发现刀闸发热缺陷均超过60起，对电网的安全运行造成极大的危害，也增大了设备的检修维护成本。

(1) 长庆桥变电站1127长董线甲刀闸C相刀口发热(故障相温度为163 ℃，正常相为27 ℃)，具体状况如图1所示。

从红外热图和现场照片可知，故障属于单侧触指发热。产生这个故障的主要原因是单侧触指接触上了，另一侧触指没有接触上，致使导流面积减少一半，接触电阻相应增大1倍，造成接触点发热，发热量的大小随着负荷电流的大小变化。触指的拉紧弹簧由于较大电流的通过也会随着发热退火，拉紧力会减小，造成恶性循环，最终导致严重过热。另一侧触指处于虚接状态，虚接处产生间隙放电，放电处将产生能量损耗发热，造成此处触指烧伤。

(2) 110 kV阜城变电站3511丙刀闸B相靠线路侧的出线座及接线板发热(故障相发热处温度为57.2 ℃，正常相相同处温度为4.8 ℃)，红外测温图像如图2所示。

从图2可知，这个故障有2处发热点。

(1) 接线板处发热。主要原因是接线板在安装时螺丝未拧紧或者接线板不平，造成接触不良，导致发热，随着运行时间的增长，接线板表面不断被氧化，随着氧化的加剧，导致接触状况更差，如果负荷变大，发热更加明显。

(2) 刀闸出线座发热。由于出线座内部转动处的钢球接触不良造成发热，停电检查发现，其转动球头内的弹簧(共有8个)只有5个完好，其余全部烧损，更换处理后测温正常。

3 隔离刀闸缺陷成因分析

通过对大量的同类故障分析可知，隔离刀闸的发热缺陷基本上都以接线板发热、刀闸刀口发热、出线座发热等3种形式出现。根据现场的处理情况，总结了以下几项发热原因和注意事项。

3.1 刀闸触头设计不合理

刀闸在设计或制造过程中存在缺陷，如，触指弹簧拉紧度不一样、弹簧质量不过关等，造成接触不良，发热。应对这种发热缺陷，可以选择隔离刀闸的厂家和型号入手，应选择知名度高、刀闸质量好的厂家，在购买隔离刀闸前写好技术规范书，提出刀闸参数的具体要求。同时，在验收阶段，加强对刀闸质量的检查。

3.2 安装、维护、调试质量欠缺

(1) 螺丝过松或过紧引起发热。螺丝的拧紧力不够，会造成接触面接触不良，导致发热。此外，在安装时往往担心螺丝不紧会引起发热，所以会用最大力气拧紧，但由于接线板材料通常为铝或铜，材质较软，螺丝过紧会造成接线板的两端轻微地翘起，使接线板的有效接触面减小，接触电阻变大，也会造成发热。所以，拧螺丝的力量不能过小，也不能过大，应尽量使用力矩扳手进行紧固，同时在接线板间涂导电脂，以保证接触面的接触良好。

(2) 在刀闸安装完成后的调试过程中，由于调试不当，会造成刀闸在合闸时某相合闸不到位，接触不良；安装时可能由于刀闸水平连杆的某个并帽螺丝没有拧紧，经过几次分合闸操作后，出现水平连杆变位，导致刀闸的三相不同期，在合闸后出现某相刀闸不到位，造成刀口接触不良。

3.3 刀闸操作后检查不到位

运行人员操作刀闸没有合到位，之后因检查不认真，没有及时发现合闸不到位的情况，造成运行时间不长就出现刀口发热的现象。

3.4 验收人员责任心不强

验收是确保新设备和被检修设备、安全运行的重要一关。验收人员除了要检查接头的松紧、弹垫的压接质量、接触面的接触状况外，对于大电流回路(＞200 A)应要求安装、检修人员出具设备接头检测数据，以确保在1个检修周期内不发生接触发热，否则应进行考核。

3.5 检修人员应加强巡检

检修专业必须利用设备停电机会加强定期检查维护工作，尤其是对隔离刀闸容易出现发热故障的部位(刀口的触指及弹簧、接线板、出线座)进行全面的检查和维护，特别注意对大负荷刀闸的运行监督，切实做好备品备件储备工作。

4 结束语

进行红外测温时，应抓住那些不太明显的表面现象，通过仔细分析，发现问题，解决问题。要总结经验，积累一些典型的温度数据和热图谱，为以后发现异常提供依据。在发现问题时，不仅要按照导则的要求进行定性，而且要找出发热的成因，具体问题具体分析。