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户外隔离开关瓷柱断裂原因分析
双击自动滚屏 发布者:扬州飞珠电器 发布时间:2017/7/2 阅读:1803次 【字体:

在电力网络,因户外隔离开关故障而造成事故的例子并不多见。而近期番禺电力运行部门发生几起这样的事故:户外隔离开关在运行或操作过程中,支持瓷柱断裂坠落,造成设备损坏甚至发生变电站停电的事故。随着电网自动化程度越来越高和无人值班站的推行,对户外隔离开关的安全运行要求越来越高,我们有必要查找出引起户外隔离开关支持瓷柱断裂的原因及其解决办法。
  1、近期发生的瓷柱断裂事故
  a)2001年3月12日南沙电厂升压站110kV线路3M母线刀闸红相母线侧瓷柱断落,造成母线接地短路引发全站失压。
  b)2001年11月11日砺江电厂升压站#2变高2M母线刀闸黄相母线侧瓷柱断落,造成电厂系统接地短路的事故。
  c)2001年12月3日某站值班人员发现110kV线路的线路刀闸红相、绿相线路侧支持瓷柱有贯穿性的纵向裂纹,幸而避免了又发生一次瓷柱断裂的重大事故。
  加上以前有三把刀闸曾发生过瓷柱断落,共有六次类似的故障,前三次因其是备用状态而没发生事故,所以没有引起足够的重视。
  2、瓷柱断裂原因
  什么原因会造成瓷柱断裂呢?我们进行了详尽的研究和分析。列出下面一些原因:
  2.1应力的作用
  a)法兰和瓷柱是用水泥胶装剂胶装的,由于水泥胶装剂夹在法兰和瓷柱中间,膨胀受到约束,必然在胶装部位产生膨胀应力。
  b)由于铸铁法兰、胶装剂、瓷柱的膨胀系数各有不同,当温度降低时它们的收缩量亦不相同,铸铁的收缩比瓷柱的收缩大,瓷柱的收缩约束了铸铁的收缩,这种约束必然造成应力的产生。
  应力的作用是瓷柱顶部和底部断裂的主要原因。
  2.2瓷柱质量不良
  a)滚花和压槽的过程提高了瓷柱胶装强度,同时也不可避免会出现微裂纹,这些裂纹和缺陷会产生应力集中,当应力达到瓷柱应力腐蚀极限时,裂纹开始扩展,最终导致瓷柱断裂。
  b)瓷柱在制坯、干燥、焙烧过程中,工艺不合理使内部存在大量气孔和微观裂纹,使机械强度降低,在应力腐蚀下极易断裂。
  c)瓷柱在挤制过程中,因挤刀过于光滑,使瓷柱产生夹层,这种夹层在外表很难被发现。瓷柱往往就在夹层的地方断裂。
  瓷柱质量不良是瓷柱中间部位断裂的主要原因。
  2.3操作引起的应力
  这种应力是操作时产生,它是暂态的。往往是由于调试不当,使操作应力增大;另一重要的原因是设备缺乏保养,隔离开关的传动部分出现锈蚀、变形等,引起分合闸困难,加大操作力矩造成瓷柱断裂。
  3、瓷柱断裂的调查
  3.1瓷柱断裂的位置
  我们对近期瓷柱断裂事故进行详细统计,瓷柱断裂的部位在瓷裙中间、顶部和底部都有,并且经常是旧裂纹,说明并不是一次操作应力引起。
  3.2瓷柱断裂的产品
  我们发现出现问题的隔离开关绝大多数是由西安高压电器厂1994-1995年生产,型号为GW4-110的产品。这说明在该段时期内生产厂家没能严格把好质量关。据我们了解,这段时间厂家的产品供不应求,把一些配件如瓷柱等委托给一些私人小厂生产,又没把好验收试验关,造成一些劣质产品在电网运行。我们还发现出现质量问题的隔离开关的柱形触头为椭圆形结构,而其它型号的隔离开关柱形触头为圆形结构。(见附图)
  

  
  4、瓷柱断裂的分析
  4.1触头设计的原因
  在这两年我们对隔离开关的检修工作中,有90%的检修原因是因为弹簧触子弯曲引起分、合闸困难,我们对隔离开关的圆形和椭圆形触头进行了认真的分析、比较和研究,认为在隔离开关分、合闸过程中椭圆形动触头会对弹簧触子产生更大的横向挤压应力,这种横向挤压应力会对瓷柱造成伤害,挤力过大时会造成瓷柱断裂。而较常见的是压弯弹簧触子,触子顶住动触头造成合闸不上,或者引起接触不良。
  4.2隔离开关连接引线的拉力原因
  番禺的土地是填海而成,我们很多变电站的地址原先是农田,很多时候高压场会产生下沉的现象,隔离开关也会跟随下沉,隔离开关的连接引线会越来越紧,对隔离开关的瓷柱有一种斜向拉力;而另外有些隔离开关的连接引线太长,隔离开关在操作时引线会荡来荡去,对瓷柱也有一种斜向拉力。这两种拉力都会对瓷柱造成伤害。
  5、瓷柱断裂的解决办法
  5.1加强巡视
  在日常巡视中要留意隔离开关,认真检查隔离开关,看瓷柱有没有裂纹以及触头触指有否弯曲,掌握设备的运行状况。
  5.2加强保养
  有机会停电时,要对瓷柱进行认真的清抹,检查隔离开关,看瓷柱有没有裂纹以及触头触指有否弯曲,做到及时检修从而杜绝事故的发生。对隔离开关进行操作检查,看其操作是否顺畅,对其关节部位、转动部位进行加润滑油,减少其操作应力。
  5.3更换设备
  对西安高压电器厂1994-1995年生产的隔离开关要更换瓷柱,对柱形触头为椭圆形结构的隔离开关要及时更换为圆形结构的触头。
  5.4检查引线的宽紧度
  当发现隔离开关的引落线太紧时,用铜板加长连接线从而减少其对瓷柱的拉力,当发现隔离开关的引落线太长时,剪短连接线从而减少其操作时引起的摆荡从而引起对瓷柱的拉力。
  6、结束语
  隔离开关故障引起的事故,会造成设备损坏甚至大面积停电的事故,我们必须对此加以足够的重视,加强日常巡视,掌握设备运行状况,发现故障尽快查明原因并排除隐患,保障电网安全可靠运行。
  参考文献:
  [1]陈化钢《电力设备异常运行及事故处理》[M]中国水利水电出版社
  [2]魏远航《户外高压隔离开关存在问题和改进措施》[J]广东电力,2001(3):71-73


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