薛家湾供电局所辖准格尔旗地区变电站站址处于高污秽等级地区,各电压等级、型号的隔离开关由于使用年限较长、受风沙雨雪侵蚀以及长期处于备用状态等原因,触头触指表面产生锈蚀和污秽,导致接触电阻增大,接触部分发热,影响设备的安全稳定运行[1]。通常该类缺陷的检修方法是打磨触头触指,去除锈蚀或污秽。处理时首先需将出现问题的间隔或线路停电,当缺陷发生在线路侧,需要线路对侧配合停电。通常发热缺陷处在距离地面3 m以上的位置,需使用斗臂车或升降车进行检修,若设备周围环境复杂,还会影响检修进度,甚至扩大停电范围。
针对上述问题,研制了高压隔离开关触头触指带电打磨装置,在只断开间隔断路器及故障隔离开关后,即可处理缺陷,极大地提高了工作效率[2-3]。
1 隔离开关发热缺陷分析对隔离开关发热类缺陷进行了统计分析,除了常规发热缺陷外,造成停电范围扩大、检修工作时间延长的主要原因有:线路侧隔离开关存在缺陷,检修时需要将线路与对侧间隔停电;临近母联隔离开关存在缺陷,需将母线停电;临近主变压器侧隔离开关存在缺陷,需要将主变压器三侧停电;现场工作条件狭窄,需使用斗臂车。表 1为准格尔旗地区隔离开关部分发热类缺陷情况统计。可以看出,消除发热缺陷工作停电范围较大、耗时较长。
| 表 1 准格尔旗地区隔离开关发热类缺陷情况(部分)统计 |
高压隔离开关带电打磨装置由4部分组成(见图 1):电动输出装置、绝缘杆、角度可调节支架及打磨组件。
|
图 1 高压隔离开关带电打磨装置 |
(1)电动输出装置采用插电式手电钻,该装置维护方便、故障率低且输出功率满足要求,现场只需连接交流220 V检修电源即可工作。装置的质量为5 kg,体积为300 mm×150 mm×100 mm(长×宽×高),安装时间10 s。
(2)绝缘杆除了需要满足绝缘要求外,还需要内部附带传动连杆。由于绝缘杆只用作支撑,不进行传动,因此采用外部支撑、内部旋转型绝缘杆,操作人员可以手持绝缘杆进行操作,提高支撑点,操作更稳。
(3)角度可调节支架通过调整两个支架之间的角度打磨各类型隔离开关(见图 2),通过紧固螺丝固定角度。其动力传动则通过传动软轴来完成,旋转角度范围在10° ~90°,可以满足所有类型隔离开关打磨工作。
|
图 2 角度可调节支架 |
(4)打磨组件采用圆柱形尼龙棒为基础配件,在圆柱弧表面开槽镶嵌新型百洁布,在圆柱底面中心点开孔并埋入转换接头,与传动软轴连接。百洁布可有效去除隔离开关触头触指部分电烧伤痕迹、锈蚀及污秽。
3 打磨装置操作流程(1)根据隔离开关类型调节支架角度,并组装带电打磨装置。
(2)连接电源。
(3)观察隔离开关触头触指电烧伤痕迹、锈蚀及污秽程度。首先对触头部分两侧分别进行打磨,实时观察打磨面,打磨至露出镀银层即可。接着对触指部分进行打磨,露出光洁镀银层即可。现场操作照片见图 3。
|
图 3 现场操作 |
(4)拆卸打磨装置,清理现场。
4 应用效果针对2019年发生的4起隔离开关发热缺陷,采用带电打磨装置对故障隔离开关进行了打磨。通常情况下,此类消缺工作需要将隔离开关对侧设备进行停电,采用2台特种车辆,5名工作成员,平均检修时间为3.3 h。使用了带电打磨装置后,2名工作人员耗时0.8 h即可完成工作(统计情况见表 2),极大地提高了检修效率。按照负荷电流为100 A进行计算,检修时间每缩短1 h,可减少19 052 kW的供电量损失,经济效益显著。
| 表 2 2019年隔离开关发热类缺陷处理情况统计 |
对4起故障隔离开关检修前后温度进行连续100次测温统计(见图 4),可以看出,检修前温度均高于70 ℃,检修后温度稳定在25 ℃左右,说明发热情况得到了控制,达到了预期效果。其中,薛家湾变电站1121隔离开关检修前后红外测温成像情况如图 5所示,明显可见,触头处温度得到控制[4]。
|
图 4 4起故障隔离开关检修前后测温曲线 |
|
图 5 隔离开关红外测温成像图 |
高压隔离开关带电打磨装置已经在薛家湾供电局修试管理处获得安全认证,纳入了班组标准化管理,对装置进行定期检测,保证装置的安全可靠使用[5-6]。采用该装置可以将停电范围缩至最小,实现带电操作,极大提高检修效率,减少停电时间,经济效益与社会效益显著。目前该装置仅适用于因隔离开关表面锈蚀、污秽等导致的发热处理,对于因隔离开关夹紧力不足导致的发热无法进行处理,仍需做进一步的研究。
| [1] |
郑克勤, 吕旺燕, 聂铭, 等. 户外高压隔离开关触头材料的腐蚀与防护分析[J]. 广东电力, 2019, 32(7): 124-133. |
| [2] |
庄建煌. 便携式多功能遥控带电检修装置的研制[J]. 自动化与仪器仪表, 2018(8): 180-183, 187. |
| [3] |
周宇, 高永梅. 等电位打磨机在带电处理刀闸触头发热中的应用研究[J]. 电力大数据, 2017, 20(12): 43-45. |
| [4] |
马蕊.基于热成像的高压架空输电线路故障诊断的研究[D].大庆: 东北石油大学, 2017.
|
| [5] |
薛家湾供电局.高压隔离开关带电打磨装置: 201920682653.0[P].2019-12-27.
|
| [6] |
薛家湾供电局.高压隔离开关带电打磨装置安全使用说明书[Z].鄂尔多斯: 薛家湾供电局, 2019.
|
2020, Vol. 38 


