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1、GW4110型户外隔离开关发热处理研究俎洋辉 郑强 李新雷 李保军（安阳供电公司，河南 安阳，455000）摘要：户外隔离开关在整个电网中起着极其重要的作用，主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，以保证检修工作的安全开展，同时隔离开关还可以用来进行某些电路的切换操作，以改变系统的运行方式，也可以用来操作一些小电流的电路，但是由于隔离开关长时间在户外投入运行，由于外界环境的影响，检修周期的延长以及检修人员安装不到位等因素，决定了隔离开关在投入运行一段时间后出现发热，放电等现象，使电网存在着极为不安全的因素。提高隔离开关的运行可靠性，是保证电力系统安全、稳定运行的当务之急。本
2、文从隔离开关所存在的隐患入手，认真分析了隔离开关发热原因，并针对这些原因提出了具体的解决处理方法。关键字：户外 隔离开关 检修周期 接触面 接触电阻The outdoor type disconnecting switch of GW4110 gives off heat and the processing researchZU Yang-hui ZHENG-Qiang LI Xin-lei LI Bao-jun(Anyang Power Supply Company, Anyang, Henan, 455000)Abstract: The outdoor insulation switch
3、 rises the very and important function in the whole charged barbed wire net, mainly using to go together with high pressure electricity to equip in the part that need to be have a power fail with take electricity part of insulate dependablely, with the guarantee and check and fix the safety of the w
4、ork to open the exhibition, insulate the switch and can also use at the same time to carry on some electric circuits to cut over the operation, with the change movement method of the system, can also use to operate some electric circuits of small electric current, but because of insulating the switc
5、h to throw in the movement outdoors with long hours, because of the external world environmental of influence, the check fixs the extension and check of the period to fix the personnel to install not go to waits the factor, coming to a decision to insulate the switch at throw in to circulate a perio
6、d of time after appear to have fever, turn on electricity to wait the phenomenon, make the charged barbed wire net exist the extremely insecure factor.Raise the movement credibility of insulate the switch, is an urgent matter of the moment that guarantees the electric power system safety, the stabil
7、ity movement.This text from insulate the yin that switch exist to suffer from commence, analyzed to insulate the switch to have fever the reason hard, and put forward to these reasons to solve to handle the method in a specific way.Key words: outdoors disconnecting switch maintenance interval contac
8、t surface contact resistance0引言GW4110型隔离开关由于物理结构较为简单，操作灵活。所以在电力系统中运用极为广泛，近几年随着SF6断路器的广泛应用及变电设备由定期检修向状态检修的过渡，主设备的大修周期在逐渐延长，作为主要电气设备之一的GW4110型隔离开关在这种形势下已经不能满足长周期运行而不检修的现状。GW4110型隔离开关作为较陈旧的电气设备还广泛用于110kV变电站内。据不完全统计，每年在安阳供电公司由GW4110型隔离开关引起的缺陷占年度总缺陷的30%，而GW4110型隔离开关发热缺陷占该类缺陷的80%，且还有增长趋势，由这些数字可以看出：运行中的户外隔
9、离开关产生的缺陷在大幅度上升，其中发生频率最高影响最大的就是隔离开关发生过热现象，针对这一现象少则限电拉负荷，大则紧急停电处理，更为严重者将影响电力系统的安全稳定运行及供电的可靠性。1研究的理论依据1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流 I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律就是著名的焦耳定律。从焦耳定律公式可知，电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。也就是说：在一定的时间段内，载流导体会产生热量，导致载流导体温度升高，实现部分电能向热能的转换。这种现象也就是我们所说的电流热效应，焦耳定律公式为：Q
10、=I2Rt，由该公式可知：通电导体所产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻、通电时间有关。以上理论就是本文研究的理论依据。GW4110型隔离开关在合闸位置时，也作为载流导体流通电流，由于本身存在电阻，所以电流在通过GW4110型隔离开关导电回路时也会产生热量，由于电力系统具有稳定性，所以在单位时间内通过GW4110型隔离开关导电回路的电流有效值是固定的，由焦耳定律公式Q=I2Rt可知：在电流 I、通电时间t一定的情况下，导体产生的热量由导体的电阻R决定，所以电阻增大处就是导电回路的发热源，只要能够降低导电回路接触面电阻就能够有效的控制导电回路的产生的热量，也就是能够避免GW4110型隔离开关发
11、热问题。这正是本文研究的关键所在。2. GW4110型户外隔离开关导电回路接触面剖析图1：GW4110型户外交流高压隔离开关示意图图示说明：GW4110型户外隔离开关零部件装配序号名称导线引线接线座导电杆支持瓷瓶触指罩静触头触指GW4110型户外隔离开关主要接触面：序号名称接触类型A铜、铝线夹接触面紧固接触B接线座内部接触面滚动接触C触指与触指座接触面滑动接触D动、静触头接触面滑动接触3. GW4110型户外隔离开关接触面电阻增加原因剖析3.1 铜、铝线夹接触面电阻增大分析3.1.1 铜、铝线夹接触示意图图2：铜铝线夹接触面示意图图示说明：导线引线；涂有防松胶的螺丝；A：铜、铝线夹接触面。3.
12、1.2 物理特性若把铜、铝直接接触，由于铜、铝的弹性模量和热膨胀系数相差很大，铝的热膨胀系数比铜的热膨胀系数大36%，在运行中多次断电和通电（冷热循环）后，会使铜线夹受到挤压变形，反复几次，铜、铝接触面松动，从而使接触面存在较大的间隙，使铜、铝有效接触面积减小，增加了接触面的接触电阻。当电流通过时，将会引起接触面发热。3.1.3 化学特性铜、铝在化学元素周期表中分别是+2价和+3价元素，铝元素是比较活泼的金属元素，在空气中极易氧化生成氧化铝，尽管氧化铝层只有36m，但在空气中水分、二氧化碳和其他杂质的存在，极易在这两种金属的接触面上形成电解液，从而形成以铝为负极，铜为正极的原电池现象，使铝产生
13、电化腐蚀，造成铜铝接触面接触电阻增大 ，严重者将会引起接触面发热。3.1.4 外界化合物影响连接铜、铝线夹的螺丝，为了防止松动，通常在螺丝紧固后涂抹防松胶，当铜、铝线夹接触面电阻增大发热时，工作温度一般在75以上且持续时间较长时，防松胶内化学原料聚氯乙烯将会分解产生氯化氢气体，这种气体成酸性，遇水形成盐酸，有较强的腐蚀性，使铜、铝金属酸化腐蚀，从而加剧接触面电阻增大，将会引起接触面发热。3.1.5 其他影响接触面电阻增大后，将会使电路中短路电流减小，可能延长短路电流保护装置动作时间，更甚者将会阻碍保护装置动作，隔离开关在运行中将会引起温度升高，高温又会加快氧化腐蚀反应，从而产生恶性循环，使连接
14、面接触电阻不断加剧升高，严重者将烧毁设备。3.2 接线座内接触面电阻增大原因分析3.2.1 压紧弹簧产生的影响户外隔离开关由于运行时间较长，检修周期加长等原因，接线座内部压紧弹簧出现疲劳，不能有效的压紧导电滚轮，降低了有效的接触面积。在隔离开关合闸后容易使接触面接触不良，引起接触电阻增大，引起接线座内部产生发热现象。3.2.2 导电膏产生的影响3.2.2.1 导电膏的作用导电膏是稠软膏状的导电、节电、节材涂敷材料；它是由多种高分子有机材料，多种微细导电粉未，抗氧稳定剂及添加剂等原材料组成的复合膏体。其主要作用是为了减少导电连接处接触电阻，降低温升，提高电接触的可靠性。3.2.2.2 导电膏的分
15、类导电膏的名称有多种如电力复合脂，电力助接复合脂，电接触脂，电力脂，导电脂等。导电膏因使用环境条件不同，可分为高温度通用型，宽温度型，超高温型；还可分为固定接触型和动接触型等。3.2.2.3 导电膏导电原理导电膏中的高分子原料电阻率很大，这部分物质起的是对接触面的保护作用，在未进行紧固搭接的状态下，高分子原料承载的导电微细末呈游悬离散状态，这时所测的膏体电阻是非常大的。但在搭接紧固后游悬离散状的导电微末就被挤压成适合各种接触面形态的导电整体垫层，使接触处的导电、导热的效果得到空前的提高，这是采用其它工艺措施所无法达到的。从导电膏的导电机理来看，就能更好地说明这个现象，我们知道，搭接面的绝大部分并不接触，其间存在着或大或小的间隙，当这些间隙布满导电膏后，由于膏体内的填料金属粉末间的距离很小，与电子的固有波长相近，所以能形成隧道效应通道。虽然这种导电方式效果不及金属导电。但大面积的隧道效应导电通道的作用却是很可观的。因此，以导电膏填补搭接面间的空隙，也就相当于在很大程度上扩大了接触面积，接触电阻和温升当然就会大幅度降低。3.2.2.4 导电膏的弊端涂抹导电膏可以有效地降低金属腐蚀问题，但是也存在着存在着明显的缺点，主要表现在： 导电膏在寒冷干燥的环境中容易变硬龟裂、脱落，失去油封作用，甚至由导电膏形成的硬痂滑到隔离开关的动静触头之间引起发热。 导电膏在闷热、潮湿的环境中黏度下降，
