劉 樂，張 亮

河南省電力公司漯河供電公司，河南漯河 462000

1 隔離開關出現(xiàn)故障情況分析

隔離開關是變電站十分重要的電力設備，主要用來檢修斷路器、高壓母線等設備的時候隔離來電，保護人身安全，按照電網運行的相關要求，在不帶負荷時切換高壓線路、分合小負荷電流等，在電網中達到大量應用。

目前經常使用的隔離開關型號主要有：GW6、GW4、GW16、GW7、GW5、GW17 等系列，根據(jù)實際統(tǒng)計，隔離開關最容易出現(xiàn)的問題主要有：動靜觸頭污染和腐蝕；隔離開關異常發(fā)熱；刀口部分燒損。參考河南漯河電網中一個小組調查結果可知：220kV 英章變電站共有110kVGW4 型刀閘40 組。2010 年1 月～12 月站內一次設備消缺12 次，其中有7 次因刀閘觸頭發(fā)熱故障而停電處理，月均達到0.58 次。

針對故障情況，我們深入現(xiàn)場，查閱消缺記錄，對2010年7 次刀閘發(fā)熱故障的類型進行了調查。其中觸頭彈簧嚴重生銹引起發(fā)熱燒壞占23.076%、動觸頭燒壞占23.076%、靜觸頭燒壞占23.076%靜觸頭后座燒壞占15.384%動觸頭插入深度不夠占7.692%、三相合閘不一致占7.692%。

綜上所述，由于隔離開關發(fā)熱而引起的故障占了85%；因而由GW4 隔離開關開關發(fā)熱而引起的電網故障嚴重影響了電能的可靠性。

2 隔離開關觸頭發(fā)熱時的在線監(jiān)測

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件電路主要由紅外溫度采集點開關柜檢測單元和系統(tǒng)網絡組成，結構包括紅外線采集點、檢測單元、上位機等；紅外溫度采集點主要包括紅外溫度傳感器和安裝配件等。現(xiàn)有的技術為激光傳感器、光纖傳感器等在線監(jiān)測溫度，從而達到實時監(jiān)測隔離開關的溫度。

現(xiàn)有的GW4 隔離開關溫度檢測的方法有利用激光傳感器、光纖傳感器其原理如下。

2.1 激光傳感器的基本原理

使用激光測距是由激光二極管發(fā)射激光脈沖，經目標反射后再向各方向散射，反射光返回到傳感器接收器，并成像到雪崩光電二極管上，記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接受所經歷的時間，經計算得出目標距離。使用激光測距，可以達到速度快，精度高，抗干擾能力強。

2.2 激光傳感器與紅外傳感器的監(jiān)測實現(xiàn)

我們通常測量彈簧的實際長度，用來計算壓力的變化，再把它與正常運行時的數(shù)據(jù)進行充分的比較分析，來判斷高壓隔離開關是否處于安全狀態(tài)。由于彈簧自身的長度受溫度的影響非常大，我們用傳感器測量到數(shù)據(jù)之后，把數(shù)據(jù)按照當天的溫度輸入到數(shù)據(jù)庫中，與紅外傳感器輸送的數(shù)據(jù)進行比較與分析判斷。當觸頭溫度超出正常范圍時，而彈簧壓力正常，就表明隔離開關出現(xiàn)過負荷運行，而觸頭溫度過高時，彈簧壓力出現(xiàn)異常，則可以判斷設備出現(xiàn)故障，就需要值班人員及時處理。

2.3 本設計所采用的監(jiān)測方法

隔離開關溫度控制器，帶有兩路溫度傳感器，一路測量并控制隔離開關溫度，第一路測量并控制環(huán)境溫度。對隔離開關溫度，采用綜合控制的方法，用戶可通過鍵盤設置4 級溫度門限：

T1：風扇停溫度；

T2：風扇啟動溫度；

T3：超溫報警溫度；

T4：超高溫跳閘溫度。

將溫度傳感器分別插入放在離隔離開關40cm 處，隨時采集線包的溫度變化信號，將其分別轉換為DC4-20mA 標準電流信號輸出，同時將傳感器采集的信號經前級電路處理后進行A/D 轉換，然后送入單片機，單片機將其轉換為對應的溫度值后，送數(shù)碼管循環(huán)顯示，將最大值Tmax 逐次與設定的4 個溫度門限值進行比較：

當Tmax ＜T1 時，即隔離開關低于風扇停溫度T1，風扇停止工作。

當Tmax ＞T2 時，即高于風扇啟動溫度T2，風扇同時啟動降溫。

當Tmax ＞T3 時，即隔離開關溫度未降下來，且已高于超溫報警溫度T3，此時，超溫報警常開觸點閉合，若接有警鈴和指示燈，則可發(fā)出聲光超溫報警信號,值班人員應檢查負載或設備有何異常。

當Tmax ＞T4 時，即隔離開關溫度已高于超高溫T4，也就是說當負載或設備發(fā)生嚴重故障時，控制器立即發(fā)出跳閘信號，強制停電檢修。

第一路溫度傳感器采集到的溫度同樣經前級電路處理后進行A/D 轉換，然后送入單片機，單片機將其轉換為對應的溫度值后，送數(shù)碼管循環(huán)顯示，并可通過按鍵設置溫度上下限值，若環(huán)境溫度大于設定的上限值時，控制器自動驅動風扇工作，降低環(huán)境溫度，當環(huán)境溫度低于設定下限值時，風扇1 停止工作。

另外，控制器還具有風機故障檢測功能：當風扇斷線時，故障觸點閉合，若接有指示燈，則指示燈發(fā)出報警信號。

由于現(xiàn)在電網內溫度變化范圍比較大，光纖傳感器需要有一個調整溫度系數(shù)，如當環(huán)境溫度為20℃時，隔離開關的溫度為60℃，那么光線傳感器檢測的溫度為80℃。所以隔離開關檢測的溫度存在一些誤差。

3 結論

GW4 型隔離開關工作條件較惡劣，開關觸頭結構及隔離開關運行環(huán)境氣候等因素，直接影響觸頭發(fā)熱，通過分析發(fā)熱時觸頭材料的電性變化和觸頭間熱場影響，運用光纖傳感器實時監(jiān)測隔離開關的溫度，采取在線實時監(jiān)測等具體措施，消除了發(fā)熱缺陷，為隔離開關正常運行提供了保障，減小了檢修造成的經濟損失，對維護電網的穩(wěn)定運行產生重要影響。

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