煤矿井下高压开关隔离触头高温防护措施的探讨

郭文平

（汾西矿业两渡煤业， 山西 灵石 031302）

引言

煤矿井下高压隔离开关是电力系统中的关键设备，也是电力系统中应用次数最高、适用范围最大的高压开关设备之一。由于井下高压隔离开关运行条件恶劣，许多电网系统的组件受到很大影响，使用性能会下降，隔离开关电触头出现不同程度的氧化。随着隔离开关操作次数不断增多，电触头也会出现多种受损，比如出现锈蚀、镀层脱落等情况，造成电触头温度过高，继而影响到整个电网的安全稳定运行。

1 高压开关隔离触头发热机理

煤矿井下隔离开关受恶劣的矿井条件影响会降低电触头使用效率，严重时还会造成电路故障。2016年山西省某矿全年有关隔离开关运行错误情况统计中，其中发热缺陷17起，占总缺陷数的73%。另外还有触头温度过高占整体故障的90%以上。内蒙古某矿2014—2015年全年由于隔离开关触头使用过程中由于温升现象严重而停电检修的事例有7例，这对于矿井来说是一个十分严重的现象。在相同环境下，国内高压隔离开关产品与国外同等产品相比具有零件表面抗腐蚀能力差的问题，总体的使用性能与国外产品还有很大的差距。

井下高压隔离开关触头插入型用得比较多。针对此类型触头在使用过程中存在的发热问题，本文对触头温升原因和预防措施进行分析和探讨。触头接触电阻增大的原因如下：

1）插入型触头的触指制造水平不高，触指的清洁度较低，在矿井煤尘多的环境下，触头很容易产生因煤尘堆积而氧化的现象，造成电阻增大、温升明显。另外触指选用的铜基材料常常劣质，其中镀银层过薄，使用时在较少次数内会出现漏铜现象，进而使电阻增大，温度升高[1]。

2）紧固触指的弹簧有导磁特性，通过电流时易产生涡流，从而加大生热速度。不使用时弹簧温度会降低导致其弹性系数降低，夹紧力也受到影响，使触头接触不良，导致间接温升[2]。

3）触头接触面容易因煤尘等因素被氧化，铜银接触的地方又会因某些原因发生化学腐蚀，经过腐蚀后产生的腐蚀物又会提升接触电阻，造成连接处产生过多热量，并且随着温度升高[3]。

2 高压隔离开关触头发热事故的预防措施

高压隔离开关触头常常因为高温引发故障，因此，预防发热很有必要，本文探讨的内容主要包括管理与技术。

2.1 管理措施

1）针对隔离开关的出厂质量检测环节十分重要，在设备安装运行之前一定要检查质量问题，存在质量问题要及时解决，如果存在缺漏，要立即联系生产厂家更换[4]。

2）保证安装质量。通过使用测矩仪来检测安装压力，正常的安装压力尽量大些；对于环境温度变化较大的环境，要及时调整接触压力，确保所安装设备可靠运行。

3）建立更健全的检查制度。要定期巡视工作状态，巡视周期尽量小一些，在此基础上还要采取必要的技术手段对隔离开关进行在线温度实时监测，一旦温度过高立即停止工作，并对其进行检修。

2.2 技术措施

在我国关于矿井高压隔离开关触头温度测量有多种方式，主要包括接触式测温和非接触式测温，如表1所示说明了二者的区别。

表1 接触测温和非接触测温说明

1）其中一种就是将光纤传感器和激光传感器融合到一起使用，不仅能实现测点在线实时测量温度，还可以进行计算间接获得触点处压力大小，从而判断接触压力对电阻的影响。红外测温的方法主要包括手持红外测温仪和基于红外传感器的测温系统，前者只能检测近距离的设备，由于环境因素，测量准确度相对较低，后者在提高测量准确度的基础上可实现在线测温[5]。

2）还有一种物理冶金的方法即注入离子。它是将离子加速打进触头表层。这种方法改变了材料表层的组成成分，从而改善了材料表层的性能。离子注入量的控制要求很高，方法是可以设置注入时间和束流强度。具体流程如图1所示。离子注入技术可以改善使用体的性能，提高抗氧化能力与耐磨性；提高金属表面抗腐蚀能力以及使用可靠性。

图1 离子注入流程

3 结语

煤矿高压开关隔离触头过热往往会诱发其他事故，为此许多单位投入大量的精力来研究其发热原因以及如何预防。从技术改进与加强管理两个方面针对高压隔离开关触头过热现象产生原因提出预防措施，该措施的实施，提升了电网系统组件的使用性能，提高电触头使用效率，从而促进整个电网的安全稳定运行。