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高壓隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電站電氣系統(tǒng)中重要的開關(guān)電器,需與高壓斷路器配套使用,其主要功能是:保證高壓電器及裝置在檢修工作時的安全,起隔離電壓的作用,不能用與切斷、投入負(fù)荷電流和開斷短路電流,僅可用于不產(chǎn)生強大電弧的某些切換操作,即是說它不具有滅弧功能;按安裝地點不同分為,屋內(nèi)式和屋外式,按絕緣支柱數(shù)目分為,單柱式,雙柱式和三柱式,各電壓等級都有可選設(shè)備。
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隔離開關(guān)適用于三相交流50Hz,額定電壓12KV的戶內(nèi)裝置。供高壓設(shè)備的有電壓而列負(fù)荷載的情況下接通,切斷或轉(zhuǎn)換線路之用。
常用的高壓隔離開關(guān)有G N 19 - 10 ,G N 19 - 10 C ,相對應(yīng)類似的老產(chǎn)品有G N 6 - 10 ,G N 8 - 10 ?,F(xiàn)以G N 19 - 10 為例,主要包括下述部分:
由一條彎成直角的銅板構(gòu)成靜觸頭,其有孔的一端可通過螺釘與母線相連接;另一端較短(零件1,2),合閘時它與動刀片(動觸頭)相接觸。
兩條銅板組成接觸條(零件3),又稱為動觸頭,可繞軸轉(zhuǎn)動一定角度,合閘時它夾持住靜觸頭。兩條銅板之間有夾緊彈簧(零件4)用以調(diào)節(jié)動靜觸頭間接觸壓力,同時兩條銅板,在流過相同方向的電流時,它們之間產(chǎn)生相互吸引的電動勢,這就增大了接觸壓力,提高了運行可靠性。在接觸條兩端安裝有鍍鋅鋼片(零件6)叫磁鎖,它保證在流過短路故障電流時,磁鎖磁化后產(chǎn)生的相互吸引的力量,加強觸頭的接觸壓力,從而提高了隔離開關(guān)的動,熱穩(wěn)定性。
動靜觸頭分別固定在兩套支持瓷瓶(零件12)上。對型號中帶C的,動觸頭固定在套管瓷瓶上。為了使動觸頭與金屬的,接地的傳動部分絕緣,采用了瓷質(zhì)絕緣的拉桿絕緣子(零件7)。
有主軸,拐臂,拉桿絕緣子等。
由鋼架組成。支持瓷瓶或套管瓷瓶以及傳動主軸都固定在底座上。底座應(yīng)接地??傊綦x開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單,無滅弧裝置,處于斷開位置時有明顯的斷開點,其分合狀態(tài)很直觀。
高壓隔離開關(guān)保證了高壓電器及裝置在檢修工作時的安全,起隔離電壓的作用,不能用與切斷、投入負(fù)荷電流和開斷短路電流,僅可用于不產(chǎn)生強大電弧的某些切換操作,即是說它不具有滅弧功能;按安裝地點不同分為,屋內(nèi)式和屋外式,按絕緣支柱數(shù)目分為,單柱式,雙柱式和三柱式,各電壓等級都有可選設(shè)備。還可將高壓配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離,以保證檢修工作的安全。高壓隔離開關(guān)的觸頭全部敞露在空氣中,具有明顯的斷開點,隔離開關(guān)沒有滅弧裝置,因此不能用來切斷負(fù)荷電流或短路電流,否則在高壓作用下,斷開點將產(chǎn)生強烈電弧,并很難自行熄滅,甚至可能造成飛?。ㄏ鄬Φ鼗蛳嚅g短路),燒損設(shè)備,危及人身安全,這就是所謂“帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)”的嚴(yán)重事故。
高壓隔離開關(guān)還可以用來進(jìn)行某些電路的切換操作,以改變系統(tǒng)的運行方式。例如:在雙母線電路中,可以用高壓隔離開關(guān)將運行中的電路從一條母線切換到另一條母線上。
1.海拔:不超過1000m;
2.周圍空氣溫度:-30 +40;
3.周圍環(huán)境相對濕度:日平均不大于95%;
4.月平均值不大于90%。地震強度不超過8級
5.安全場所:沒有火災(zāi),易燃,易爆,嚴(yán)重污穢,化學(xué)腐蝕及劇烈振動場所。
項目 | 單位 | 數(shù)據(jù) | ||
額定電壓 | KV | 12 | ||
額定功率 | KW | UIcosΦ | ||
額定電流 | A | 1600 200 | 2500 3150 | |
額定短路耐受電流 | KA | 40 | 50 | |
額定峰值耐受電流 | KA | 100 | 125 | |
額定短時持續(xù)時間 | S | 4 | ||
額定絕緣水平 | 工頻耐受電壓 | KV | 極間,極對地42斷開口49 | |
雷電沖擊耐受電壓(峰值) | KV | 極間,極對地75斷開口85 |
隔離開關(guān)沒有滅弧裝置,不能帶負(fù)荷進(jìn)行操作。
對于10KV的隔離開關(guān),在正常情況下,它允許的操作范圍是:
1.分,合電壓互感器和避雷器。
2.分,合母線的充電電流。
3.分,合勵磁電流不超過2A的空載變壓器和電容電流不超過的空載線路。五六十年代的老變壓器,空載電流表大,因此那時規(guī)定:戶外型隔離開關(guān)只能分合560KVA及以下的變壓器的空載電流,戶內(nèi)型隔離開關(guān)由于相間距離小,只能分合320KVA及以下的變壓器空載電流。后來的S7系列及現(xiàn)在的S9系列的變壓器空載電流比老式的變壓器有明顯的下降,但沒有新的規(guī)程對隔離開關(guān)操作變壓器空載容量提出明確的限定范圍,因此可按不超過2A來考慮;至于的電容電流的具體所指是這樣的:戶外型隔離開關(guān)可分,合長度不超過10KM的架空線路的空載電流。對于空載的電纜線路,其電容電流遠(yuǎn)大于同長度的架空線路,且受電纜的芯數(shù),截面等影響,所以難于用一個長度來限定。
高壓隔離開關(guān)分室外型和室內(nèi)型,室外型包括單極開關(guān)及三極隔離開關(guān),常用作把供電線路與用戶分開的斷路隔離開關(guān);室內(nèi)型往往與高壓斷路器串聯(lián)連接,配套使用,以保證停電的可靠性。此外,在高壓成套配電裝置中,隔離開關(guān)常用作電壓互感器,避雷器,配電所用變壓器及計量柜的高壓控制電器。
戶外型的隔離開關(guān),露天安裝時應(yīng)水平安裝,使帶有瓷裙的支持瓷瓶確實能起到防雨作用;戶內(nèi)型隔離開關(guān),在垂直安裝時,靜觸頭在上方,帶有套管地可以傾斜一定角度安裝。一般情況下,靜觸頭接電源,動觸頭接負(fù)荷,但安裝在受電柜里的隔離開關(guān),采用電纜進(jìn)線時,則電源在動觸頭側(cè),這種接法俗稱“倒進(jìn)火”。隔離開關(guān)兩側(cè)與母線及電纜地連接應(yīng)牢固,遇有銅,鋁導(dǎo)體接觸時,應(yīng)采用銅鋁過渡接頭,以防電化腐蝕。
隔離開關(guān)的動靜觸頭應(yīng)對準(zhǔn),否則合閘時就會出現(xiàn)旁擊現(xiàn)象,使合閘后動靜觸頭接觸面壓力不均勻,造成接觸不良。
隔離開關(guān)的操作機構(gòu),傳動機械應(yīng)調(diào)整好,使分合閘操作能正常進(jìn)行,沒有抗勁現(xiàn)象。還要滿足三相同期的要求,即分合閘時三相動觸頭同時動作,不同期的偏差應(yīng)小于3MM。此外,處于合閘位置時,動觸頭要有足夠的切入深度,以保證接觸面積符合要求,但又不允許合過頭,要求動觸頭距靜觸頭底座有3至5MM的空隙,否則合閘過猛時將敲碎靜觸頭的支持瓷瓶。處于拉開位置時,動靜觸頭間要有足夠的拉開距離,以便有效地隔離帶電部分,這個距離應(yīng)不小于160MM,或者動觸頭與靜觸頭之間拉開角度不應(yīng)小于65度。
隔離開關(guān)都配有手力操動機構(gòu),一般采用CS6-1型。操作時要先拔出定位銷,分合閘動作要果斷,迅速,終了時注意不可用力過猛,操作完畢一定要用定位銷銷住,并目測其動觸頭位置是否符合要求。
用絕緣桿操作單極隔離開關(guān)時,合閘應(yīng)先合兩邊相,后合中相;分閘時,順序與此相反。
必須強調(diào),不管合閘還是分閘的操作,都應(yīng)在不帶負(fù)荷或負(fù)荷在隔離開關(guān)允許的操作范圍之內(nèi)時才能進(jìn)行。為此,操作隔離開關(guān)之前,必須先檢查與之串聯(lián)的斷路器,應(yīng)確實處于斷開位置。如隔離開關(guān)帶的負(fù)荷是規(guī)定容量范圍內(nèi)的變壓器,則必須先停掉變壓器的全部低壓負(fù)荷,令其空載之后再拉開該隔離開關(guān);送電時,先檢查變壓器低壓側(cè)主開關(guān)確在斷開位置,方可合隔離開關(guān)。
如果發(fā)生了帶負(fù)荷分或合隔離開關(guān)的誤操作,則應(yīng)冷靜地避免可能發(fā)生地另一種反方向的誤操作。就是:已發(fā)現(xiàn)帶負(fù)荷誤合閘后,不得再立即拉開;當(dāng)發(fā)現(xiàn)帶負(fù)荷分閘時,若已拉開,不得再合(若拉開一點,發(fā)覺有火花產(chǎn)生時,可立即合上)。
對運行中的隔離開關(guān)應(yīng)進(jìn)行巡視。在有人值班的配電所中應(yīng)每班一次;在無人值班的配電所中,每周至少一次。
日常巡視的內(nèi)容,主要是觀察有關(guān)的電流表,其運行電流應(yīng)在正常范圍內(nèi);其次根據(jù)隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu),檢查其導(dǎo)電部分接觸良好,無過熱變色,絕緣部分應(yīng)完好,以及無閃絡(luò)放電痕跡;再就是傳動部分應(yīng)無異常(無扭曲變形,銷軸脫落等)。
隔離開關(guān)連接板的連接點過熱變色,說明接觸不良,接觸電阻大,檢修時應(yīng)打開連接點,將接觸面銼平再用砂紙打光(但開關(guān)連接板上鍍的鋅不要去除),然后將螺釘擰緊,并要用彈簧墊片防松。動觸頭存在旁擊現(xiàn)象,可旋轉(zhuǎn)固定觸頭的螺釘,或稍微移動支持絕緣子的位置,以消除旁擊;三相不同期時,則可通過調(diào)整拉桿絕緣子兩端的螺釘,借以改變其有效長度來克服。
觸頭間的接觸壓力可通過調(diào)整夾緊彈簧來實現(xiàn),而夾緊的程度可用塞尺來檢查。
觸頭間一般可涂凡士林以減少摩擦阻力,延長使用壽命,還可防止觸頭氧化。
隔離開關(guān)處于斷開位置時,觸頭間拉開的角度或拉開距離不符合規(guī)定時,應(yīng)通過拉桿絕緣子來調(diào)整。
在系統(tǒng)運行中隔離開關(guān)發(fā)生的缺陷和故障比較多,涉及到多方面的質(zhì)量問題。對安全運行威脅大的是瓷瓶斷裂故障,其次是觸頭過熱、運動卡滯、機構(gòu)卡澀和分合閘不到位、瓷瓶閃絡(luò)等。
a.瓷瓶斷裂故障。2005年,徐州電網(wǎng)發(fā)生了2次瓷瓶斷裂故障,一次是在運行操作中,一次是在施工接線過程中,斷裂處均在瓷瓶和法蘭的膠合處。瓷瓶斷裂既與產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān),也與隔離開關(guān)的整體質(zhì)量及操作方法有關(guān)。瓷瓶在燒制過程中控制不當(dāng)可能造成瓷件夾生、致密性不均以及水泥膠裝不良的問題,加之質(zhì)檢手段不嚴(yán),造成個別質(zhì)量低劣的瓷瓶被組裝成產(chǎn)品后,投放到運行中對安全構(gòu)成極大威脅。操作人員在分合隔離開關(guān)時操作方法不當(dāng)、用力過猛也容易造成瓷瓶損壞。此外,2005年和2004年還發(fā)生了8節(jié)500kVSOPLT型刀閘支持瓷瓶開裂缺陷。
b.導(dǎo)電回路過熱。運行中常常發(fā)生導(dǎo)電回路異常發(fā)熱現(xiàn)象,多數(shù)是由于靜觸指壓緊彈簧疲勞、特性變壞,靜觸指單邊接觸以及長期運行接觸電阻增加而造成的。運行中由于靜觸指壓緊彈簧長期受壓縮,如果工作電流較大,溫升超過允許值,就會使其彈性變差,惡性循環(huán),終造成燒損,這是造成觸頭發(fā)熱的主要原因。此外,觸頭鍍銀層工藝差、易磨損露銅,接觸面臟污,觸頭插入不夠、螺栓銹蝕造成線夾接觸面壓力降低等也是造成發(fā)熱的原因。
c.機構(gòu)問題。機構(gòu)問題表現(xiàn)為操作失靈,如拒動或分合閘不到位,往往發(fā)生在倒閘操作時,影響系統(tǒng)的安全運行。由于機構(gòu)箱密封不好或銹蝕進(jìn)水造成機構(gòu)銹蝕嚴(yán)重,潤滑干涸,操作阻力增大,在操作困難的同時,還會發(fā)生零部件損壞,如變速齒輪斷裂,連桿扭彎等。
d.傳動困難。隔離開關(guān)的傳動系統(tǒng)銹蝕造成傳動阻力大,甚至出現(xiàn)拒分拒合,如在運行中曾出現(xiàn)底座軸承銹死、無法操作的情況,這是由于傳動部件的主軸銅套干澀、軸承臟污、黃油干涸造成的。
造成上述隔離開關(guān)缺陷或故障的原因,既有制造工藝、選材質(zhì)量問題,也有些是由于檢修維護(hù)不當(dāng)所致。要保證隔離開關(guān)的安全運行,保證其初始質(zhì)量是關(guān)鍵所在。
要廣泛收集系統(tǒng)中運行的隔離開關(guān)運行情況,選用結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計優(yōu)良、整體質(zhì)量高的產(chǎn)品。
a.對瓷瓶斷裂問題必須進(jìn)行綜合治理,首先要保證隔離開關(guān)的整體結(jié)構(gòu)合理,其次還要加強對瓷瓶制造企業(yè)的選擇,可以*隔離開關(guān)生產(chǎn)企業(yè)使用質(zhì)量優(yōu)、信譽好的瓷瓶制造企業(yè)的產(chǎn)品。另外,可以開展無損探傷技術(shù),定期對瓷瓶進(jìn)行檢測。運行人員要加強監(jiān)視,特別是對瓷瓶膠合面的觀察。在運行操作時要方法得當(dāng),如出現(xiàn)操作困難時切忌強行操作。
b.隔離開關(guān)導(dǎo)電回路發(fā)熱和瓷瓶閃絡(luò)現(xiàn)象,嚴(yán)重影響著設(shè)備的安全運行??梢愿鼡Q靜觸指壓緊彈簧為不銹鋼彈簧,采用不銹鋼螺栓或熱鍍鋅高強度螺栓并用力矩扳手緊固;調(diào)整觸頭插入深度和清潔接觸面,或采用類似西門子公司的自清潔觸頭。同時采用紅外測溫技術(shù)定期檢測導(dǎo)電部位的發(fā)熱情況,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
瓷瓶閃絡(luò)主要是瓷瓶表面和瓷裙內(nèi)積污嚴(yán)重、瓷裙爬距小造成的。特別是在重污染區(qū)內(nèi)的刀閘,化工污染和水泥積垢不僅使得瓷瓶清掃極為困難,而且空氣中大量的工業(yè)粉塵和腐蝕性氣體的存在極易引起瓷瓶閃絡(luò)放電,擴(kuò)大事故范圍。2001年,地處徐州北郊化工區(qū)的彭場變110kV刀閘發(fā)生支持瓷瓶大面積閃絡(luò)放電,導(dǎo)致瓷瓶爆裂。針對這種情況,可以采取帶電清掃加強清掃力度、給隔離開關(guān)瓷瓶增加硅橡膠傘裙以增大爬距和利用RTV涂料的憎水性噴涂RTV。
c.銹蝕是影響隔離開關(guān)安全可靠運行的首要問題,定期進(jìn)行防銹處理,對各傳動部位加潤滑劑,特別是使用性能優(yōu)于黃油的二硫化鉬潤滑劑。黃銅軸套更換為鋼基表面燒結(jié)青銅加改型聚四氟乙烯復(fù)合軸套,外表面及端部鍍錫以防止銹蝕。機構(gòu)箱采用質(zhì)量優(yōu)良的不銹鋼產(chǎn)品,對隔離開關(guān)底座進(jìn)行改造,在底座上鉆孔,運行中定期加二硫化鉬,確保軸承不生銹。
隔離開關(guān)在變電站設(shè)備中出現(xiàn)異常是較多的,針對隔離開關(guān)在運行中出現(xiàn)的異常進(jìn)行分析和處理.
⑴隔離開關(guān)允許在額定電流、額定電壓下長期運行,與導(dǎo)體的連接頭在運行中的溫度不應(yīng)超過70℃,應(yīng)隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置,因此,嚴(yán)禁帶負(fù)荷進(jìn)行分、合操作。
⑵滿足熱穩(wěn)定要求。
⑶隔離開關(guān)在斷開位置時,帶電與停電設(shè)備之間應(yīng)有足夠的安全距離。
⑴瓷絕緣是否完整無裂紋和放電想象。
⑵操作連桿及部件有無開焊、變形、銹蝕、松動、脫落等現(xiàn)象,連接的軸銷子緊固的螺母是否完好。
⑶閉鎖裝置是否完好,銷子是否鎖牢,輔助觸點位置是否正確且接觸良好,機構(gòu)外殼接地是否良好。
⑷帶有接地刀的隔離開關(guān)在接地時,三相接地刀閘是否接觸良好。
⑸隔離開關(guān)合閘后,兩觸頭是否*進(jìn)入刀嘴內(nèi),觸頭之間接觸是否良好,在額定電流下,溫度是否超過70℃。
⑹隔離開關(guān)通過短路電流后,應(yīng)檢查隔離開關(guān)的絕緣子有無破損和放電痕跡,以及動靜觸頭及接頭有無熔化現(xiàn)象。
1、母線側(cè)隔離開關(guān)接觸部分發(fā)熱
在巡視設(shè)備時,對隔離開關(guān)接觸部分,可根據(jù)起觸頭部分的熱氣流、發(fā)熱或變色,并測得其觸頭部分的溫度是否超過70℃等方法來判斷其發(fā)熱的情況。造成發(fā)熱的原因通常是壓緊的彈簧式螺柱松動和表面氧化等。根據(jù)不同的接線方式分別進(jìn)行處理。
①雙母線接線方式時:如果是母線側(cè)隔離開關(guān)發(fā)熱,應(yīng)將該回路倒至另一組母線運行,然后拉開發(fā)熱的隔離開關(guān)。
在檢修發(fā)熱的隔離開關(guān)時,應(yīng)將母線停電,同時其回路的斷路器也應(yīng)停電,可以用旁路斷路器代其運行,若無旁路斷路器,則應(yīng)將該回路停電。
②單母線接線方式時:如果母線側(cè)隔離開關(guān)發(fā)熱,應(yīng)匯報調(diào)度,要求減輕負(fù)荷。若有旁路斷路器,應(yīng)用旁路斷路器代其運行,若無旁路斷路器,好將該線路停電。若因為負(fù)荷關(guān)系不能停電又不能減輕負(fù)荷時,必須加強監(jiān)視,當(dāng)發(fā)熱到比較嚴(yán)重的程度時,應(yīng)事故處理拉開其斷路器。
當(dāng)檢修發(fā)熱的隔離開關(guān)時,應(yīng)將該母線停電,即造成該母線上的回路全部停電,或者該母線不停電,采用帶電作業(yè)的方法。
2、線路隔離開關(guān)發(fā)熱
其處理方法與單母線隔離開關(guān)相同,所不同的是該隔離開關(guān)有串聯(lián)的斷路器,可以防止事故的發(fā)展,因此,隔離開關(guān)可以繼續(xù)運行,但需加強監(jiān)視,直到可以停電檢修為止。
在檢修該隔離開關(guān)時,其線路應(yīng)停電。
3、隔離開關(guān)瓷瓶有裂紋、破損
隔離開關(guān)瓷瓶有裂紋、破損程度不嚴(yán)重時,可以繼續(xù)運行,但是當(dāng)有放電現(xiàn)象或者損壞程度嚴(yán)重時,應(yīng)將其停電。注意:操作該隔離開關(guān)時,不要帶電拉開,防止操作時瓷瓶斷裂造成母線或線路故障。例如,其回路的母線側(cè)隔離開關(guān)瓷瓶嚴(yán)重?fù)p壞,應(yīng)該將其所在的母線停電,斷開該回路的斷路器和線路側(cè)隔離開關(guān),后拉開隔離開關(guān)。
4、隔離開關(guān)拒絕拉、合閘
隔離開關(guān)出現(xiàn)拒絕拉、合閘時,應(yīng)禁止盲目強行操作,分析原因,不同的故障原因應(yīng)采取不同的處理方法。
①如果是防誤裝置(電磁鎖、機械閉鎖、電氣回路閉鎖、程序鎖)失靈,運行人員應(yīng)檢查其操作程序是否正確。如果程序正確,應(yīng)立即停止操作,匯報變電站站長,判斷確定為防誤裝置失靈,才能解除其閉鎖進(jìn)行操作,或作為缺陷處理,帶檢修人員處理正常后,方可操作。
②若是電動操作機構(gòu)的閘刀不能分、合,應(yīng)用萬用表測量電機電源是否有電,如果電源正常、接觸器正常,可能是電機故障,需拉開電機電源,改為手動操作。
③如果是因為隔離開關(guān)本省的傳動機械故障不能操作,應(yīng)匯報調(diào)度,將故障的隔離開關(guān)轉(zhuǎn)為檢修,等檢修人員處理。
④因冰凍或設(shè)備銹蝕造成不能正常操作,不能用很大的沖擊力操作,而是應(yīng)用較小的推動力來回晃動去克服不正常的阻力。
⑤當(dāng)操作中發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)的刀刃與刀嘴接觸部分有抵觸時,不應(yīng)強行操作,否則可能造成支持瓷瓶的破壞而造成事故,應(yīng)立即將隔離開關(guān)停電處理。
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