摘要：油房庄水电大队各变电所35kV、110kV隔离刀闸普遍使用GW4型，在运行中经常出现刀闸触指与触指座之间过热现象，非停电不能处理，既威胁着电网的安全运行，同时也对原油生产和经济效益造成了不可估量的损失。本文重点分析GW4型刀闸导电部分的结构，研究可能造成发热原因的几种因素，通过几种处理方式，降低发热故障的发生率，提高电网的运行可靠水平。
关键词：GW4型刀闸；发热；导电部分的结构
引言：油房庄水电大队大水坑变电所是一座110kV的枢纽变电站，主要担负着采油五厂姬塬北区油田、采油三厂马坊油田、红井子油田、摆宴井油田、惠安堡输油泵站的供电任务，对于供电可靠性的要求十分严格。但是运行中的GW4-110kV刀闸，经常出现发热的情况，严重影响着人身和电网安全，也给保油上产工作带来了一定的不利因素。
一、GW4-110kV刀闸导电部分结构及发热原因浅析
1、刀闸导电部分的结构
GW4-110kV刀闸的导电部分主要包括触头、触指（触片）、触指座和导电管，刀闸触头形状为圆柱形，触指由两排、每排四片铜片构成，每两片触指之间用销子连接一个弹簧。当刀闸由分到合时，带电的触头经过刀闸的传动机构伸到触指内部，触指由于压缩弹簧而使弹簧产生反作用力，进而将力传递到触指和触头的接触面上，增大接触压力，减小接触电阻，降低发热量。电流通过触头、触指、触指座和导电管接通回路，使线路带电。
2、刀闸发热原因浅析
GW4系列隔离刀闸触指与触指座间靠弹簧拉力接触通过电流。造成接触面过热的主要原因，其一是受室外环境的影响，接触面氧化；其二，由于负荷性质的原因，不能经常停电保养使维护周期过长（一般两年）；其三，负荷电流较大，加之事故情况下大电流的冲击造成接触面间发热打火。初步分析发热的原因主要为以下几条：
2.1操作机构问题
大水坑变电所的GW4-110型刀闸在夏季环境温度超过30°C，就会出现大面积的发热现象，在合刀闸时，在触头和触指接触的过程中，由于电压等级较高，其间距离较短，就会产生高电场，引发电弧形成，由于电弧的高温灼烧导电面，导致导电面氧化严重，接触电阻增大，发热情况明显。
2.2触指和触头的接触面积小的问题
根据刀闸的导电原理看，触头和触指之间的接触只是一条线，接触面积较小，而且由于产品的多方面原因和制造工艺问题，有可能会造成触指和触头的表面粗糙、有很多坑洼，这样就使本来较小的接触面更小了，接触电阻变大了，进而会导致发热。
2.3弹簧的老化问题
弹簧的主要作用是产生压缩力矩，将压力传递到触指和触头的接触面上，增大接触压力，但由于弹簧本身的性能原因，在常年运行后会出现老化的情况，加上由于发热的原因，会使弹簧的倔强系数变小，尤其是那种可能会利用弹簧分流刀闸，老化速度更为明显。大水坑地区风沙大，污秽程度较高，在每年的检修过程，都会发现一些弹簧锈蚀断裂的情况，不利于刀闸的正常工作。
2.4检修不细致的问题
在每年的检修过程中，检修人员要为刀闸的导电部分涂抹导电膏，为传动机构上润滑剂，检查刀闸的工作性能；但很多检修人员没有正确认识导电膏，不能正确涂抹和使用，势必造成导电膏过厚，不但增大了接触电阻，而且导电膏容易吸引灰尘，使情况变得更加复杂。
2.5触指和触指座的接触问题
GW4-110型刀闸的触指和触指座的接触，也靠弹簧的反作用力压缩，产生较高的接触压力，降低接触电阻；虽然他们之间的接触面积要比触头和触指之间的接触面积大，但长时间运行弹簧的老化势必也会影响其接触压力，造成接触电阻增大，出现发热的问题，在刀闸发热的测量过程中，也有几次出现过上述现象。
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二、刀闸发热问题的处理方法
前面主要通过技术方面分析了刀闸发热的原因，但很多手段在现阶段的运行过程中是无法实施的，势必还会存在刀闸发热的情况，但作为运行管理单位来说，在缺陷存在的情况下还是要通过管理手段来解决处理，达到电网的安全、平稳运行，因此本文主要通过技术手段和管理手段对刀闸发热的情况进行处理。
1、技术手段
1.1更换为电动操作机构
根据刀闸发热情况的浅析，电动操作机构在分合闸的过程中，速度较快，电弧烧伤的问题较小，对设备有益；但相比手动操作机构，其价格要高，但从长期的运行看，假如设备故障要将线路进行停电，停电损失远远高于更换投入，因此有必要进行技术改造。
1.2分流
在每个触指和触指座相应的地方各钻一个6mm螺孔，然后用螺丝将叠起的铜质软连接片固定在触指与触指座中间，起到分流作用，减少触指与触指座之间的电流。
1.3提高弹簧的工作可靠性
弹簧是导电部分正常工作的重要因素，但其老化和锈蚀是比较严重的，如何让弹簧正常工作，是问题关键。
1.3.1选材和用料。
弹簧的用料极其关键，一定要选用不锈钢标号合格的、倔强系数较高的，在有必要的情况下，要采取热镀锌处理的。
1.3.2选择合适的弹簧数量。
在保证刀闸触头和触指工作压力和水平承载力的前提下，增加弹簧数量，让有限的压力多分布在几个弹簧上，优化弹簧的工作环境。
1.4改进触指和触指座的连接问题
GW4-110型刀闸，由于设计、制造等各方面原因，触指和触指座之间是靠弹簧的弹力压缩进行连接的，势必也会出现像触头和触指之间存在的发热问题。本文改进的地方是在触指座和触指之间卯上软连接的粗导线，在增大接触面积的同时，也减少了对弹簧的依赖性。
2、管理手段
2.1建立设备测温记录
对运行单位来说，记录的正确、完备是分析、处理电网事故的重要和关键依据。大水坑变电所根据运行要求，在站内建立了设备测温记录，每天根据巡视检查的要求，分五个点：8：00，12：00，14：00，18：00，22：00为设备进行测温，并且详细记录当天的天气情况、外界温度、负荷情况等。通过长时间的分析对比，查看设备开始发热的温度、开始发热的负荷情况，进而能为调度的电网调整提供依据，也为本所的安全管理提供预见性。
2.2正确使用测温仪和引进先进的测温设备
变电站现在通常使用的是红外点测温仪，在白天较难准确把握测温点。为此，大水坑变电所组织职工对测温仪的正确使用进行研究，比较眼睛、测温仪指示标和发热点之间的位臵关系，达到在白天看不见红外点测温仪的成像点时也能正确找准发热部位，经过长时间的测温工作看，还是行之有效的。另外，一些先进的自动化测温设备应当被引进，不但可以减轻工作量，同时也能提高测温准确度，为值班员和调度准确掌握设备情况奠定基础。
结束语
本文主要通过了解刀闸的导电部分结构，分析存在发热现象的原因，加上实际的运行经验，得到上面的浅析和处理办法，由于水平和能力，应该说还是不够的，还需要在今后的工作中去发现、去研究，并提出合理的解决办法，从而为油田发展提供坚实的电力保障。
参考文献：
[1]《华北电力技术》2009年第01期GW4型刀闸的故障检修策略
[2]《江苏电机工程》2007年第02期GW4-110型隔离开关检修方法的改进及检修工具的制作
论文作者:李承东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：弹簧论文; 测温论文; 触头论文; 原因论文; 情况论文; 变电所论文; 电网论文; 《电力设备》2017年第34期论文;