穆凤仪1 陈中超2
(1中韩(武汉)石油化工有限公司; 2武汉深能环保新沟垃圾发电有限公司 武汉 430080)
摘 要:高压断路器在电力系统中起着举足轻重的控制和保护作用，其性能可靠与否，直接影响着电力系统能否安全、稳定运行。每一个断路器和刀闸等在运行过程中都可能会出现这样那样的问题。该厂2#主变中压侧断路器A相套管顶部温度高达159℃，什么原因会出现这种现象呢？材料？结构制造质量不过关？别的断路器怎么没有这种现象？本文以此展开对开关发热问题的研究及分析，进而阐述研究意义。
关键词：断路器；发热
一、前言
高压断路器是否能够正常运行，与导电回路的电阻值有着极密切的关系。导电回路电阻值的大小直接影响断路器在通过正常工作电流时是否会产生不能容许的发热及通过短路电流时的切断性能。所以高压断路器不论是在交工，还是大、小修中及日常维护中都必须测量导电回路电阻并不得超过允许值。事实上导电回路的电阻在断路器运行后由于机械电气的各种原因，使得导电回路电阻值增大。目前，尚无可行的方法对运行中的断路器导电回路电阻值的变化进行在线检测，常使断路器孕育隐患，威胁相关设备和电力系统的安全运行。
二、断路器发热分析
2.1 接触电阻分析
众所周知，断路器的导电回路的电阻R由导体固有电阻RL和回路中各部件接触电阻Rj组成，即：R=RL+Rj
其中导体固有电阻RL几乎只受温度影响，变化较小；导电回路中各部件的接触电阻Rj易受各种因素（如环境湿度、环境温度、接触间隙、触点洁净程度等）的影响，会变化较大。随着导电回路电阻值的增大，其热损耗功率也将随之增加：ΔP=I2ΔR，断路器温度升高。红外线测温仪检测热成像，且高度灵敏，据此，便可以很方便地检测出导电回路电阻不合格的断路器。
我们利用红外线测温仪对该厂变的断路器进行测温.2012年7月对该厂01-02断路器C相测温温度为75.3℃其余两相分别为31.7℃、44.9℃。如图1
2013年6月对该厂01-02断路器C相测温温度为123℃。如图表3
式中：F—接触压力，Kg；
n—取决于接触形式的指数在0.5~0.75范围内；
K—与触头材料和接触面形状有关的系数，在0.07~0.1之间。
断路器导电回路中无论哪个零部件出现问题（不论松动或是其它任何因素造成接触不良），都会增大导电回路中的电阻，从而出现使导电回路温度升高的情况。当温度升到一定高度，将可能损坏开关内部的接头和触头，从而使开关内部的接头和开关触头发生质的变化，导致接触压力降低，接触电阻剧烈增大，导电回路发热由于电阻的热效应而陡然增大。
2.2开关内部结构分析
110kV间隔是由三个单级断路器组成。单级断路器导电回路是由进线端子、进线导电杆、插入式触头、动静触头、插入式触头、出线导电杆、出线端子组成。见图4
图6 关C相回路电阻为400μΩ。为了找出该厂变电站2#主变01-02开关C相发热原因，我们将厂变电站2#主变01-02开关C相进行解体，解体后分别进行测量回路电阻。对该断路器进行有针对性的解体，首先把发热处的套管及导电杆拆除见图5，图6，拆除后进行回路电阻测试发现接线端子和导电杆之间的回路电阻为270μΩ，从拆除的插入式触头处到不发热的出线端子进行测试回路电阻为85.5μΩ。通过测出的数据判断有可能是拆下的导电杆有问题，将固定导电杆上的套管拆除后发现有发热痕迹见图7，经过观察导电杆上的发热点判断是由于接线端子与导电杆连接有问题组成导电杆发热，发热后传到接线端子上，所以无论怎样处理接线端子发热都处理不好，导致发热越来越严重。
图7
三、本文研究意义
1、用红外线成像仪测温，可以准确地找出开关接头发热原因。
2、找出开关接头发热原因后，用回路电阻分析准确找出开关是哪一部位发热，减少停电时间，满足现场生产要求，提高供电运行可靠性。
3、加强施工质量的监督,确保各项改造指标都达到要求。
四、采取措施及实施效果
高压开关的发热现象是比较普遍的。接触电阻对电气设备的稳定运行至关重要。接触电阻偏高时，会导致电气设备温度偏高，设备运行不稳定、不可靠，会引起其它相关的一系列问题。因此，电气设备的接触电阻必须符合运行要求，只有这样才能使厂变电站的电气设备安全、可靠地运行，从而延长设备使用寿命。另外，普遍采用红外线成像仪测试每一个开关接头温度，如果接头温度较高经处理后温度仍然存在，证明此开关内部回路电阻有问题，可以快速准确定位断路器故障的原因，从而减少故障排查时间，提高工作效率，缩短停电时间，保证一线用电装置的安稳运行。
综上所述，对开关的发热进行分析，能够快速定位发热点，排除故障，快速恢复供电运行，确保用电设备安全稳定运行，为高质量的产品做铺垫，做好用电服务工作。以该乙烯厂为例：按日产高密度聚乙烯颗粒1000吨，每吨平均售价6500元计算，如果停电一小时，将少生产83吨聚乙烯颗粒，每小时的直接经济损失为6500*83=539500元人民币，由此可见攻克开关发热，解决电力间断问题，与其他设备（如快切，快速自动恢复装置等）共同完成该乙烯全厂供电装置的安全稳定高质运行，所挽回的经济效益十分显著。
论文作者:穆凤仪1,陈中超2
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/15
标签：断路器论文; 回路论文; 电阻论文; 温度论文; 测温论文; 原因论文; 触头论文; 《电力设备》2016年1期供稿论文;