隔離開關分類詳細介紹
來源:rootadmin | 2023-03-23
隔離開關主要用來隔離電路。在分段狀態下有明顯可見的斷口, 在關合狀態下,導電係統中可以通過正常的工作電流和故障下的短路電流。
隔離開關沒有滅弧裝置, 除了能開斷很小的電流外, 不能用來開斷負荷電流, 更不能開斷短路電流,但隔離開關必須具備一定的動、熱穩定性。
隔離開關的主要作用如下:
(1)在設備檢修時,用隔離開關來隔離有電和無電部分,造成明顯的斷開點,倒修的設備與電力係統隔離,以保證工作人員和設備的安全。
(2)隔離開關和斷路器相配合,進行倒閘操作,以改變運行方式。
(3)用來開斷小電流電路和旁(環)路電流。
(4)用隔離開關進行500kV小電流電路合旁 (環)路電流的操作。但須經計算符合隔離開關技術條件和有關調度規程後方可進行。
1.1 結構形式
1.1.1 隔離開關的分類
M0級隔離開關:具有1000次操作循環的機械壽命,適合輸、配電係統中使用且滿足一般要求的隔離開關。
M1級隔離開關:具有3000-5000次操作循環的延長機械壽命的隔離開關,主要用於隔離開關和同等級的斷路器關聯操作的場合。
M2級隔離開關:具有10000次操作循環的機械壽命,主要用於隔離開關和同等級的斷路器關聯操作的場合。隔離開關分類見表 1.1
表1.1 隔離開關分類
戶內隔離開關:通常是 35kV 及以下的電壓等級,三相一體裝,采用上下(垂直)回轉,以GN係列為主要代表。如圖1.2所示。
圖 1.2戶內隔離開關結構(GN2-10)
戶外型隔離開關是以35kV及以上電壓等級,三相可實現單極獨立安裝,單相或三相同步操作形式。按其絕緣支柱的不同可分為單柱式、雙柱式和三柱式。如圖1.3所示。
圖1.3戶外隔離開關結構
1.1.2 隔離開關的結構
隔離開關都是有開端元件、支持絕緣件、傳動元件、基座及操作機構五個基本部分組成,其方框圖如圖1.4所示.
圖 1.4 隔離開關的組成方框圖
各基本組成部分的主要零部件及功能見表1.5。
表1.5 隔離開關基本組成部分的主要零部件及其功能
1.2 主要參數
1.2.1 隔離開關型號表示方法及含義
隔離開關型號的表示方法如圖 1.6所示
圖 1.6 隔離開關型號的表示方法
1.2.2 隔離開關主要性能參數
(1)額定電壓(kV)
是指隔離開關最高工作電壓,是線電壓,也表示其承受絕緣支撐強度。
(2)額定電流(A)
是指隔離開關在 40℃時最大工作承載電流。
(3)額定短路時耐受電流(熱穩定)kA/S
是指隔離開關觸頭在流過短路電流,而所在3~4秒內所抗拒短路這一電流造成的熱熔焊而不損壞的能力。
(4)額定峰值耐受電流(動穩定)kA
是指隔離開關在承受短路時,短路電流所造成的斥動力而不發生損壞的能力。
(5) 回路接觸電阻( μΩ)
是指隔離開關導電回路中各電接觸形式下的導電性能,是檢驗及設計、製造工藝裝配的技術能力。
1.3 基本運維要求及措施
1.3.1 對隔離開關的基本要求
按照隔離開關在電網中擔負的任務及使用條件,其基本要求有:
(1)隔離開關分開後應有明顯的斷開點,易於鑒別設備是否與電網隔離。
(2)隔離開關斷點間應有足夠的絕緣距離,以保證在過電壓情況下,不致引起擊穿而危及工作人員的安全。
(3)在短路情況下,隔離開關應具有足夠的熱穩定性和動穩定性,尤其是不能因電動力的作用而自動分開,否則將引起嚴重事故。
(4)具有開斷一定的電容電流、電感電流和環流的能力。
(5)分、合鬧時的同期性要好,有最佳的分、合閘的速度,以盡可能降低操作過電壓、燃弧次數和元線電幹擾。
(6)隔離開關的結構應簡單,動作要可靠,有一定的機械強度 ;金屬製件應能耐受氧化而不腐蝕;在冰凍的環境裏能可靠地分、合閘。
(7)帶有接地開關的隔離開關,必須裝設連鎖機構,以保證停電時先斷開隔離開關, 後閉合接地開關,送電時先斷開接地開關後閉合隔離開關的操作順序。
(8)通過輔助觸點,隔離開關與斷路器之間應有電氣閉鎖,以防帶負荷誤拉、合隔離開關。
(9)對於用在氣候寒冷地區的戶外型隔離開關應具有設計要求的破冰能力, 在冰凍的環境裏應能可靠地分合閘。
(10)對於一般戶外非GIS或HGIS用隔離開關,其外絕緣爬電距離應滿足安裝地點的汙穢等級要求,同時應根據設計要求留有一定裕度。
1.3.2 隔離開關具備的連鎖、閉鎖
因為隔離開關沒有滅弧裝置,隻能接通和斷開空載電路。隻能在斷路器斷 開的情況下,才能拉、合隔離開關, 否則將發生帶負荷拉、合隔離開關的錯誤。所以高壓斷路器與隔離開關之間要加裝閉鎖裝置。
隔離開關應具備三種連鎖:
(1)隔離開關與斷路器之間閉鎖。
(2)隔離開關與接地開關之間的閉鎖。
(3)母線隔離開關與母線隔離開關之間的閉鎖。
連鎖的方式有三種:
(1)機械連鎖。
(2)電氣連鎖。
(3)電磁鎖 (微機防誤閉鎖) 。
1.3.3 隔離開關操作注意事項
隔離開關操作時應注意:
(1)應先檢查相應回路的斷路器、相應的接地開關確已拉開並分閘到位,確認送電範圍接地線已拆除。
(2)隔離開關電動操作電壓應在額定電壓的85%-110%。
(3)手動合隔離開關迅速、果斷、但合閘終了時不可用力過猛。合閘後應檢查動、靜觸頭是否合閘到位,接觸是否良好。
(4)手動分隔離開關,開始時應慢而謹慎,當動觸頭剛離開觸頭時應迅速,拉開後檢查動、靜觸頭斷開情況。
(5)隔離開關在操作過程中,如有卡滯、動觸頭不能插入靜觸頭、合閘不到位等現象時,應停止操作,待缺陷消除後在繼續進行。
(6)在操作隔離開關過程中,要特別注意絕緣子有斷裂等異常時應迅速撤離現場,防止人員受傷。對GW6GW1等型號的隔離開關,合閘操作完畢後,應仔細檢查操動機構上、下拐臂是否均已超過死點位置。
(7)遠方操作隔離開關時,應有值班員在現場逐相檢查其分、合位置、同期情況、觸頭接觸深度等項目,確保隔離開關動作正常,位置正確。
(8)隔離開關一般應在主控室進行操作,當遠控電氣操作失靈時,可在現場就地進行電動或手動操作,但必須征得站長和站技術負責人許可,並有現場監督才能進行。
(9)電動操作的隔離開關正常運行時, 其操作電源應斷開。
(10)操作帶有閉鎖裝置的隔離開關時,應按閉鎖裝置的使用規定進行,不得隨便動用解鎖鑰匙或破壞閉鎖裝置。
(11)禁止用隔離開關進行下列操作:
1)帶負荷分、合操作;
2)配電線路的停送電操作;
3)雷電時,拉合消弧線圈;
4)係統有接地(中性點不接地係統)或電壓互感器內部故障時,拉合電壓互感器;
5)係統有接地時,拉合消弧線圈。
1.3.4 直接用隔離開關進行的操作
允許用隔離開關直接進行的操作如下:
(1)在電力網無接地故障時,拉合電壓互感器。
(2)在元雷電活動時拉合避雷器。
(3)拉合220KV及以下母線和直接連接在母線上的設備的電容電流,經試驗允許的500KV空載母線和拉合3/2接線母線環流。
(4)在電網元接地故障時,拉合變壓器中性點接地開關。
(5)與斷路器並聯的旁路隔離開關,當斷路器合好時,可以拉合斷路器的旁路電流。
(6)拉合勵磁電流不超過2A的空載變壓器、電抗器和電容器電流不超過5A 的空載結路。
(7)對於3/2斷路器接線,某一串斷路器出現分、合閘閉鎖時, 可用隔離開關來解環,但要注意其他串著的所有斷路器必須在合閘位置。
(8)雙母線單分段接線方式,當兩個母聯斷路器和分段斷路器中某斷路器出現分、合閘閉鎖時, 可用隔離開關斷開回路。操作前必須確認三個斷路器在合位,並取下其操作製熔斷器。
1.3.5 隔離開關的巡視維護
一、隔離開關的巡視內容
(1)隔離開關的支持絕緣子應清潔完好,無放電聲響或異常聲響。
(2)觸頭、接點接觸應良好,無螺絲斷裂或鬆動現象,元嚴重發熱和變形現象。
(3)引線應元鬆動、無嚴重擺動和燒傷斷股現象,均壓環應牢固且不偏斜。
(4)隔離開關本體、連杆和轉軸等機械部分應元變形,各部件連接良好,位置正確。
(5)隔離開關帶電部分應無雜物。
(6)操作機構箱、端子箱和輔助接點盒應關閉且密封良好,能防雨防潮。
(7)操作機構箱、端子箱內部應無異常,熔斷器、熱藕繼電器、二次接線、端子連線、加熱器等應完好。
(8)隔離開關的防誤閉鎖裝置應良好,電磁鎖、機械鎖元損壞現象。
(9)定期用紅外線測溫儀檢測隔離開關觸頭、接點的溫度。
(10)操動機構包括操動連杆及部件,有無開焊、變形、鏽蝕、鬆動、脫落,連接軸銷子緊固螺母等是否完好。
(11)帶有接地開關的隔離開關在接地時,三相接地開關是否接觸良好。
(12)隔離開關合閘後,兩觸頭是否完全進入刀嘴內,觸頭之間接觸是否良好,在額定電流下,溫度是否超過70 ℃。
(13)隔離開關通過短路電流後,應檢查隔離開關的絕緣子有無破損和放電痕跡,以及動、靜觸頭的接頭有元熔化現象。
二、隔離開關的運行維護
(1)定期清除隔離開關的鳥窩。
(2) 定期對機構箱、端子箱進行清掃。
(3)定期對動力電源開關進行檢查 (用萬用表) 。
(4)定期對隔離開關機構箱、端子箱內的加熱器進行檢查並按照要求投退。
(5)對500kV隔離開關支柱停電水衝洗。
在設備異常運行或過負荷運行時,天氣異常、雷雨後,下雪時應重點檢查接頭、接點處的積雪情況,倒閘操作時應對隔離開關進行特殊巡視。
在正常運行時應重點監視隔離開關的電流不許超過額定電流;溫度不超過70℃。隔離開關的接頭及觸頭在運行中不應有過熱現象,一般用變色漆或試溫片進行監視(黃、綠、紅三種,融化時分別代表60℃、70℃、80℃)或用紅外測溫儀定期巡測。
1.4 常見缺陷及分類
1.4.1 隔離開關常見的故障
在隔離開關的運行和操作中,易發生接點和觸頭過熱、電動操作失靈、三相不同期、合閘不到位等異常情況。
表1.7 隔離開關的故障和處理
1.4.2 運行中的隔離開關可能會出現的異常現象
(1)接觸部分過熱,由於擰緊部件鬆動,刀口合得不嚴,而造成過熱或刀口熔焊。
(2)瓷絕緣子外傷,硬傷,支柱底座破裂。
(3)針式瓷絕緣子膠合部因質量不良和自然老化而造成瓷絕緣子掉蓋。
(4)在汙穢嚴重時或過電壓情況下,產生閃絡、放電、擊穿接地而引起燒傷痕跡,嚴重時產生短路,瓷絕緣子爆炸,開關跳閘等。
(5)三相合閘不同期。
(6)操作卡阻 ,拉合失靈。
(7)隔離開關自分。
(8)輔助接點轉換不到位。
(9)操作過程中隔離開關停止在中間位置。
(10)電動機燒壞 ,接觸器燒壞。
(11)嚴重合不到位。
(12)遠方不能操作。
1.4.3 誤拉合隔離開關情況
(1)帶負荷合隔離開關時,即使發現合錯,也不準將隔離開關再拉開。因為帶負荷拉隔離開關,將造成三相弧光短路事故。
(2)帶負荷錯拉隔離開關時,在刀片剛離開固定觸頭時,便發生電弧,這時應立即合上,可以消除電弧,避免事故。但如隔離開關已全部拉開,則不許將誤拉隔離開關再合上。