变电站高压闸刀运行中发热原因分析及对策研究

变电站高压闸刀运行中发热原因分析及对策研究
摘要：本文从高压闸刀发热的危害、原因、处理等多角度进行分析和探讨，并
在最后从投入运行前、投入运行后两方面，对高压闸刀的发热问题提出了预控措施，为该问题的标本兼治提供了可行方案。

关键词：变电站；高压闸刀；发热；对策研究
高压闸刀异常发热既有设备本身的原因，也有检修安装施工等方面的原因，
希望本文能够引起安装调试、检修、运行方的共同重视，切实降低闸刀异常发热
对电网运行的影响。

一、原因分析
1动静触头接触过热
1）动静触头刀口接触不良。

如GN系列闸刀两导电片由于调整不当或导电片
两边压紧弹簧的压力不均，造成导电片未完全达到合闸位置，或两导电片与静触
头间的接触压力不等，使得两边与静触头间的接触电阻不相等，接触良好的一边
电流大可能过载发热，接触不良的一边也由于接触电阻大而热；又如GW系列闸刀，由于传动系统或其他原因调整不当，常常发生其柱形触头与条形触指一边接
触良好，另一边接触不良，造成中间触头过热故障，或造成其导电杆合不到位，
或操作功过大发生导电杆弹跳在合闸限位之外，均导致过热。

2）动静触头接触压力不足。

如GW系列闸刀合闸时其触指弹簧长期处于受拉（或受压）状态下而疲劳，使弹性降低，或触指弹簧受过热而退火失去弹性。

另外，条形触指因受到机械应力或受到过热而退火引起弹性下降。

这些均造成该系
列闸刀中间触头过热。

户外闸刀的动静触头均暴露在大气中，其触指弹簧（片）
在雨水及大气化学污染物质的作用下，发生锈蚀，如早期投运的GW系列闸刀触
头的导通附着力由静触头上的弹簧提供，经过频繁操作后弹簧弹力降低，并且该
弹簧表面生锈，甚至锈断，均造成闸刀在合闸时动静触头间过热，发展为严重过
热故障。

譬如GN型号刀闸动静触头两旁的弹簧经过多次变位操作后，它的固定
螺栓啮合力降低，使导电片于静触指间的接触压力下降，导致过热。

3）动静触指机械变形或机械磨损。

闸刀在分合闸操作时，动静触头均受到机械应力的作用，加上由于调试不良，或通流过热等原因，会使触指产生机械磨损
及机械变形，甚至使触指机械弹性下降，这些均造成动静触头接触不良而过热。

如早期投运的GN系列闸刀在检修或处理故障时，可发现两导电片与静触头接触
部位间已形成凹痕；又如早期投运GW系列闸刀导电杆上与静触头相接触部位间
已形成较深的凹痕；检修亦发现GW系列闸刀的柱形触指上亦有机械磨损的痕迹。

这些都引起了动静触头接触不良而过热。

4）动静触头的电磨损。

闸刀在频繁分合闸操作时，触头间产生高温电弧，使动静触头磨损，导通接触面积降低。

像GN型号、GW型号隔离开关没有灭弧杆，动静触头直接被电弧燃烧，故接触面烧损较重，导致动触头和静触头接触面发热。

5）动触头和静触头连接处有污垢，氧化物及空气中化学污染灰尘，使得动静触头连接处阻值增大。

如长期处于分闸位置的户外闸刀动静触头敞露在大气中，
受污染而在其动静触头表面形成了一层电阻较高的覆盖层，有些型号的闸刀在合
闸操作时无自我清洁功能，如GW系列闸刀，在合闸到位后，动触头和静触头连
接处有放电现象。

通过几次拉合刀闸后就能使得接触面的污垢层脱落而合闸正常。

2固定接触部位过热
1）固定接触面受力不均匀，或由于振动造成紧固螺栓松动，使有效接触面积
减少；另外安装检修时固定螺栓的工艺不当，如对于由两只螺栓压紧的触头，如
果不同步步紧固压紧螺栓，会使得引线固定板弯曲；如果是通过四只大螺丝固定的，也应该同步紧固两侧螺栓，且四只螺栓紧固受力不均，这些会使固定接触部
位的有效接触面积下降，接触电阻上升，引起大电流通过时过热。

2）固定接触面连接前未整修接触平面，或未清除表面氧化膜层。

当接触面搭接后，紧固螺栓拧得不紧，固定接触面间得接触电阻较大而引起过热。

3）大电流回路的闸刀的铜接线板与引线的铝设备线夹采用直接连接方式，在该接触面间产生电化学腐蚀，导致接触电阻不断上升而引起过热。

4）闸刀导电回路的固定接触结构设计不合理。

如果GN系列闸刀的穿墙铜杆
与引线间采用固定铜螺母与穿墙铜杆之间的丝扣有电流通过，在运行中经常出现
发热情况；有的其它型号隔离开关通流导体的界面过小，故过载能力差，经常发
生过热故障。

二、高压闸刀发热处理
高压闸刀发热的处理思路主要有三种：第一，负荷转移或调整，缓解发热情况。

第二，利用其它设备替代该发热设备运行，如旁路闸刀或正副母闸刀。

第三，情况紧急，快速负荷转移后或直接拉停发热高压闸刀所在间隔。

如按是否需要立
即隔离为区分标准，高压闸刀发热处理分为发热情况较轻，发热情况较重两种。

1发热情况较轻，无需立即隔离
（1）转移该闸刀流过负荷电流，高压闸刀发热情况得到缓解，具备长期运行的条件。

（2）有旁路开关的，用旁路开关旁代高压闸刀所在间隔。

（3）双母接线方式下母线高压闸刀发热，通过倒排改变闸刀运行方式。

（4）发热高压闸刀流过电流可通过电厂出力调整，调节电厂出力。

2发热情况严重，需立即隔离
（1）本级环网运行，可直接拉停高压闸刀所在间隔开关。

如图1所示，A1间隔线路闸刀发热严重，A、B两线环网运行，则直接拉停
A1间隔。

（2）间隔拉停后负荷可通过安自装置自动调整或负荷损失影响较小，可直接拉停高压闸刀所在间隔开关。

如图2所示，C站内桥接线方式，线路备自投投入
状态，A1间隔线路闸刀发热严重，则直接拉停A1间隔，C站通过备自投切换至
B线供电。

（3）间隔拉停后造成负荷较大损失，可通过遥控方式转移全部或部分负荷后立即拉停高压闸刀所在间隔开关。

图1发热情况较重案例1 图 2发热情况较重案例 2
三、高压闸刀发热预控
1投入运行前
（1）把好新设备交接试验关，对新设备出厂质量进行严格的把关，这样才能在最后产出时选出质量过关的产品，其中设备的选择上要严格按照国家的相关标
准执行。

（2）对于新投运变电站应选用可靠性高、技术先进的设备。

安装时应注意安装工艺，对户外闸刀的引线连接应采用铜铝设备线夹连接，大电流回路应使用铜
铝过渡板。

铜铝线夹或铜铝过渡板均应对铜质部分搪锡，以提高接触效果，降低
接触电阻。

2投入运行后
（1）加强巡视。

变电站值班员每天应巡视隔离开关，尤其要巡视通流导体有
无发热，同时应根据当时环境温度及工作电流判断发热是否正常，也可以在闸刀
通流部位贴示温片，观察有无热融。

（2）正确操作闸刀。

在操作闸刀时，不得用力过度，密切注视闸刀传动部件
的运动情况。

合闸时，动静触头刚接触时应迅速果断地将闸刀合上；分闸时，在
动静触头刚离开时，也应迅速拉开，尽量减少燃弧时间，以减少动静触头的电弧
烧损。

（3）提高检修工艺质量。

在设备的日常防护维修中做好工作，尽最大可能的
减缓设备的氧化，利用计划停电，春、秋季检修机会在结合部位采用涂抹复合脂
的方法，防止其氧化。

在设备的接头部分要保证螺丝的稳固性能良好，这对于整
体设备都有着显著的保护作用。

（4）更新改造老旧的闸刀。

逐步淘汰一些运行多年、结构不合理的老型号闸刀，彻底解决导电回路过热的缺陷。

结语
高压闸刀异常发热既有设备本身的原因，也有检修安装施工等方面的原因，
一旦出现异常发热，损耗增加，并直接影响到设备的安全运行，严重时会出现绝
缘击穿，引起火灾。

同时，在处理高压闸刀发热时，轻则转移负荷，重则拉停设
备导致负荷损失，间接影响非常严重。

参考文献：
[1]许建军。

变电站高压闸刀运行中异常发热原因分析及对策探讨[J].技术研发，2013，（9）：66-67.
[2]彭晶晶。

试论变电站设备运行发热及其监控与诊断[J].城市建设理论研究，2013，（2）。