Power Technology
︱320︱2019年12期
陈 芳
国网绵阳供电公司，四川 绵阳 621700
摘要：刀闸是变电站输变电系统的重要设备，其运行质量关系到变电站整个系统运行的安全稳定性。在刀闸运行中常见的故障是拒分合故障和控制回路故障、发热故障以及锈蚀类故障。其中因为在刀闸发热部位、触头连接位置没有安装温度检测仪器所以很难发现发热现象，当刀闸长时间在过热环境下运行时就会损坏其性能而影响使用性能和使用寿命，进一步影响整个电网的安全运行。因此，为保证变电站刀闸正常运行就需要研究刀闸发热的原因，以及如何预防和处理刀闸发热问题。 关键词：变电站；刀闸；发热；预防和处理
1 变电站刀闸发热的原因分析 1.1 导体发热 当电流经过导体时会产生热量，从而使导体温度上升。其次根据电热效应，导体温度和通过的电流、导体电阻以及通电的时间有关；此外，在外界温度稳定时，
经过刀闸的电流强度过大，加上导体电阻本身较大、通电时间较长便会使导体温度升高而产生热量。 1.
2 刀闸触头发热 当经过刀闸的电流过大，甚至超出刀闸额定电流以后，导体的温度就会超过标准值。此外，刀闸由触头组成，在长时间运行中如果超出了使用期限后没有按照计划进行检修维护或及时更换，就会使刀闸触头性能下降。如果没有做好防雨防重击等措施，比如防雨帽没有合理安装导致雨水进入到触指和触指座内时，触指弹簧在长期受力状态下会出现锈蚀、变形、弹簧弹力下降等问题，使接触压力下降而接触电阻增大，从而使刀闸的触头发热。 1.
3 客观因素影响导致刀闸发热 首先在进行刀闸结构设计时如果没有严格按照规范要求设置接触结构，或使刀闸的容量不合理，接触面较小、安装工艺不过关等，就会使刀闸的静触头一直处在分合不到位的状态。而设计的容量过小，刀闸在运行中可能会一直处在超出额定负荷的状态下，导致电流增大，其他部分温度升高甚至超过了规定标准。其次，刀闸的接线端和动静触头在长期外部环境下运行时会受到环境因素的影响导致其接触面发生氧化而导致导体表面的电阻不断增大。在刀闸拉合时因为电弧放电高温可能会导致触头连接位置处的接触面发生氧化，从而使刀闸发热。此外，在刀闸运行使用时如果操作有误，比如没有拉合到位，没有做好仔细全面的检查就无法及时发现合闸不到位的问题，从而引起刀口发热的问题。最后，刀闸运行也会受到外部温度因素的影响，当外界温度升高时，刀闸导体的电阻增大，载流能力升高，使流过导体的电流增加，从而增加了导体的热量，反过来导致导体电
阻变大，即便电流没有超过额定值但是在长此往复中也会增加刀闸的温度使刀闸发热。 表1为某市供电公司2018年度110kV 及以上变电站刀闸发热缺陷和损坏原因分析统计表 序号 故障类型 次数/次 比例/% 1 设计缺陷 2 13.33
2 安装工艺差 5 33.33
3 动静触头打磨过度 3 20.0
4 动静触头连接松动 2 13.33
5 三相合闸不一致 1 6.67
6 其他 2 13.33
natr-241总计 15 100%
2 变电站刀闸发热的危害
首先当线路侧刀闸发热时，应立即停止发热线路的运行，然后
进行处理。在线路母线侧刀闸或母联刀闸母线侧接头发热时，则应
该立即对整条母线进行停电处理。当主变侧刀闸发热时则必须停止
该主变侧刀闸，然后在高峰用电期间使变电站单台主变运行，对部
分出线拉闸限电，使负荷与整个系统潮流分布发生改变。其次，在
刀闸长时间处于发热状态下运行时会出现金属材料退火软化的问
题。导致刀闸各组成元件的绝缘性能下降，使机械强度下降，从而
影响了刀闸的正常使用，严重时还会产生短路甚至停电事故。
3 变电站刀闸发热的预防
自动擦鞋机针对变电站刀闸发热问题的预防控制，首先必须要全面了解不
同型号刀闸的构成、操作说明以及刀闸运行负荷。其次，做好对刀
闸及其配件的巡视工作，定期开展巡查并尽量缩短检修的时间，及
时发现刀闸及其配件存在的质量问题，当设备发热时要立即采取措施加以处理。第三，应做好对设备
的温度监测工作，除了采用常规的蜡片测温和红外线测温外，还可以通过安装温度在线监测设备的方式，实时监测刀闸运行时的温度和温度变化。结合自己的观察和分析了解设备的运行情况。随着自动化技术在变电站工作中的应用，采用定期设备巡检的方式难度越来越大，而设置电气接点温度在线
监测系统不仅减少了对人力的需要和要求，而且还能在线远程监控电气接点的发热情况，设置超限报警功能，在检测到发热情况时立即发出警报，可最大程度上减少安全事故的发生。第四，应该规范刀闸的设计，并开展合理施工。在设计时必须根据具体变电站负荷情况和运行环境计算刀闸的参数，在施工时应该严格按照工艺标准和技术规范开展，接触表面不能使用金属榔头敲击否则会出现不平衡问题。在压接时必须保持均匀，禁止在接触表面出现划痕或毛刺。第五要求对新安装运行的刀闸，必须要先检测刀闸导体电阻值是否
符合规定要求，严格按照工艺要求做好调试，避免中间触头在合闸时单边接触。应加大检修力度和水平，重点做好导体触头弹簧弹性和锈蚀情况的检查，及时更换已经失去贪心或者锈蚀严重的触头弹簧，重点检查触指是否出现变形、变和发热等异常现象，及时更换烧损严重的触指，平时要做好接触面的检查和清扫。最后，要加大巡视检查，及时发现导体发热的问题，然后立即采取停电处理方式来改变负荷电流，在操作时应尽可能地使用电动操作来减少分闸、合闸时触头之间出现的电弧烧损问题。 4 变电站刀闸发热的处理 当出现变电站刀闸发热问题后，立即对刀闸发热的原因、性质等进行分析，然后处理发热。一般步骤是，先判断是触头发热还是触指发热，是出现了变形还是弹簧弹力下降。
如果是动触头发热则应分解触头然后清除触头表面的氧化物。如果是触头指弹簧弹力下降或是变形问题，则应该及时更换损伤严重的触指和弹簧，更换老化的弹簧垫。如果是静触头发热，则应该在分解完静触头以后检查静触头内表面和导电杆接触部位是否存在放电痕迹与氧化物，检查弹簧垫有无存在老化问题，检查固定螺母是否出现了松动，然后及
橡胶护套时清除表面的氧化物和烧痕，然后严格按照工艺标准进行重新安装。
此外面对与引线线夹和接线柱的果然处理，在解开接线柱和转动连接部分后，检查软连接的接触表面有无出现烧伤的痕迹或者氧化物，
检查螺丝有无松动，弹簧有无老化或断裂，然后清除表面或更换相应的部件。此外，在采用红外测温仪进行过热点温度测量时，必须先判断发热的程度然后根据变电站内设备一次接线方式要求对线路、主变线和母线等进行检修和处理。
5 结语
综上所述，本文对变电站刀闸发热现象、各部件发热的原因以
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及相应的预防控制和处理措施进行简单分析，提出变电站刀闸的静
触头和引线接头位置很容易出现发热现象，严重影响变电站的正常
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工作，甚至会威胁整个电网的安全。所以必须做好对变电站刀闸运
行的监督控制，及时发现发热缺陷然后进行有效处理，同时要加大
巡视检查，做好相应的防护措施以减少发热缺陷出现的概率。
参考文献：
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[3]马清.变电站GIS 刀闸操作风险及控制措施的分析探讨[J].电子测
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