派上用场隔离开关触头在线测温研究

2021年1月20日发(作者：死皮)
隔离开关触头在线测温研究

Research on temperature online monitoring of isolated switch contacts
Feng Jianyu, Wei Yu Cun, Liu Xuemei, Ren Zhengmou
(Shaanxi Regional Electric Power Group Co., Ltd.)

Qiao Yanze, Wang Fenghua, Liu Yawei
(Pinggao Group Co., Ltd., Pingdingshan City 467000, Henan Province)
Abstract:
As the voltage level continuously
improve the requirement of the power supply
reliability is getting higher and higher. The
high-voltage isolation switch is used a largest
amount of all high-voltage switchgears in power
system, usually 2 to 4 times the number of
high-voltage circuit breakers. High-voltage isolation
switch runs in the state of the high-voltage,
high- current, so its operational reliability has a close
relationship with temperature rise of the contact.
During grid operation the mechanical vibration,
contact ablation and other reasons could deteriorate
the contact conditions make the contact resistance
increase, cause the temperature rise of the contact
point, exacerbate the contact surface oxidation,
result in local welding or arcing at the loosened part
of the contact, eventually lead to a damage of the
electrical equipment and even power outages or
other major incidents. Therefore, the contact
temperature online monitoring is very significant.
Keywords:

high-voltage, reliability, contact,
online monitoring
摘要 ：
随着电网电压等级不断提高，用电设备对供电
可靠性的要求也越来越高。高压隔离开关是电力 系统
中使用量最大的高压开关设备，通常是高压断路器使
用数量的
2
～
4
倍。高压隔离开关在高电压、大电流状
态下运行，
其工作可靠性与触头温升有着密 切的关系
[1]
。
在电网运行过程中，机械振动、触头烧蚀等原因都可
能使接 触条件恶化，接触电阻增加，引起接触点温度
升高，加剧接触表面氧化，导致局部熔焊或接触松动
处产生电弧放电，最终造成电气设备的损坏甚至停电
等重大事故。因此，对触头温度进行在线监测意义 重
大。

关键词：
高电压、可靠性、触头、在线监测

一、

隔离开关触头过热原因分析

GW4
型户外交流隔离 开关因其具有结构简单、
纵向尺寸小、布置方便、操作轻便、规格品种齐
全、适用范围广等特点
,
被电力系统广泛应用
,
具
有十分重要的地位。但是，由于这种设备 完全暴
露在大气环境中
,
受环境和气候条件影响严重
,
随
着 运行年限的增长
,
也暴露出一些缺点
,
其中导电
回路过热是主要问题 之一。

要解决导电回路过热的问题，就必须充分了
解
GW4
型高压 隔离开关发生过热的部位和程度、
分析和评估过热的发展趋势。


通过调查 统计发现，
GW4
型隔离开关的过热一股
发生在触头、触指、接线座等接触部位。
GW4
型触头结构如图
1
所示。
正常情况下
,
触指与
触头、触指座的
4
个接触点
,
实际形成一个电桥电路。当合闸不到位或合闸过度造成触指末端接触不良时
,
电桥平衡被破坏
,
电 流被迫从内置弹簧中流过。
流过电
流的大小与接触不良的程度相关。当弹簧长时间流过
较大电流后
,
将使其退火
,
弹性减弱
,
降低接触压力
,
使
接触电阻增大
,
接触不良情况进一步恶化
,
触头发热 越
加严重。因此，对隔离开关导电回路过热的问题监测
最直接测点是触头及触指部分
[ 2]
。

隔离开关产品在出厂前型式试验中必须通过温升
试验。

温升试验的要求
[3-4]
：

1)

温升试验应 在不受通风影响的场所内进行，
试验时可为常温，即不低于
+10
℃，不高于
+40
℃。

2)

隔离开关温升不得超过
65K(
有镀银层部件
)
或
35K(
无镀银层部件
)
。

3)

辅助装置的温升应在
110%
额定电压下连续
操作< br>10
次后进行测量，其温升不得超过
GB763
中的规定。

4)

温升试验必须考虑日照、
氧化和脏污等自然
环境的影响和暂时 过负荷下的使用，
试验时
接触电阻应为允许的最大值，
触头的接触压
力应调整 至允许的最低压力。
为考虑上述综
合影响，试验电流可为
120%
的额定电流 值
(
户外设备
)
，或
110%
的额定电流值
(户内设
备
)
。

5)

隔离开关在完成机械稳 定性试验、
动热稳定
试验和开合母线转换电流试验后，
应各进行
一次温升校核 试验。



图
2 GW4-126DVI/J1250A
隔离开关型式试验中温升
实验数据


图
3 GW4-126DVI/J1250A
温升实验测温部位图


GW4-126DVI
产品的触头板和触指材质为铜
镀银、触头座材质为铝镀锡。铜和 铝都是热的良
导体，触头板和触指接触部位为发热点、触头座
距离发热点最远
<=10 5mm ,
温差
<1
℃，几乎可以
忽略不计。

图
3
中
8
、
9
、
10
为触指、触头板及触头座的监测，是隔离开关触头位置最接近的
3
个点。
温升值相差
< 1
℃。

为验证安装位置的合理性，
我们同时选择了
另一款产品作为试验参考。