摘要:本文分析一起500kV变电站西门子超B类接地开关分闸异常故障原因,并针对西门子超B类接地开关运行中出现的问题提出运维预防措施,以期对同类设备运维提供借鉴。
0 引言
随着电网的快速发展,同塔双回平行架空输电线路在我国被大范围地使用。在两条同塔双回平行架空输电线路中,其中一回线路停电检修时,由于与相邻带电线路间会有电磁感应和静电感应,因此会产生较大的感应电压和感应电流。对于这种情况,按标准将线路分为A类与B类。A类,线路较短且藕合强度较弱,数值较小,普通接地开关就能满足使用要求。B类,线路较长且藕合强度较强,数值较大,需要有较强灭弧能力的接地开关。按照标准中B类规定数值设计的接地开关产品称为B类接地开关;根据工程实际需要,参数值大于B类规定数值设计的接地开关产品称为超B类接地开关。
某年,某500kV变电站进行500kV线路复役操作时,发现5051617线路接地开关在分闸后,静触头灭弧罩导向环着火,约半小时后熄灭。现场检查仅有5051617线路接地开关的静触头灭弧罩导向环有较明显的烧伤情况,其余部件均未发现,烧伤部件并不影响隔离开关的正常运行。该接地开关型号为BR5-1 M63的西门子B2型(超B类)接地开关,在35kV下最大承受1 250A感性电流,在65kV下最大承受50A容性电流。
合闸时,辅助动触头上的金属部分首先与辅助静触头可靠接触,而后灭弧断路器合闸,最后主动触头与主静触头接触,主动触头向上运动插入主静触头,同时带动辅助动触头一起向上运动,辅助动触头上的金属部分与辅助静触头随即被绝缘套隔离并绝缘,此时主回路接通,而辅助回路断开。分闸时,首先主动触头向下垂直运动,与此同时带动辅助动触头向下运动,在主动触头与主静触头未完全脱开时,辅助动触头上的金属部分已与辅助静触头接触,辅助回路电气连通,随后主动触头与主静触头完全脱开,主回路断开;接地开关杆向下旋转,在辅助动触头与辅助静触头即将完全断开之前灭弧断路器分闸,随后辅助动触头与辅助静触头脱开,辅助回路断开。
1 超B类接地开关
1.1工作原理及操作过程
对于超B类接地开关,仅靠空气介质来拉长电弧是不够的,必须在原普通接地开关的基础上,在主回路上并联一个辅助回路来单独承担灭弧功能,同时还要保证辅助回路与主回路间可靠绝缘。为了适应这种情况,很多生产厂家采用接地开关增加相应产品附件的方法,其中以附加并联灭弧室最为常见。灭弧室根据开合感应电压参数的大小可选用SF6气体或真空的形式。采用附加辅助灭弧室形式的接地开关在开合感应电流过程中,性能得到了很大提升。其工作原理如图1所示。
1.2西门子产品结构
西门子B2型接地开关采用先摆动后插人的2段式运动保证了大电流冲击时可靠的机械闭锁,并且通过附加的辅助触头切合B类感应电流。接地开关主触头系统由动触头和静触头组成,动触头为一管状镀银铜件,静触头由6根或8根弹性触指组成。合闸时,管状动触头沿导向环插人静触头,并由绝缘定中杆固定中心,静触头触指受挤压向外张开,并产生弹力压紧动触头。西门子接地开关动、静触头结构示意图如图2所示。
接地开关附加的辅助触头和真空断路器引导电弧电流,以保护主触头系统,可满足切合B2类感应电流。静触头中导向棒内部为金属材质,外包一层塑料层;触头周围一圈也为塑料层,起缓冲及导向作用。动辅助触头下部连接一个真空灭弧断路器,并在灭弧断路器之后接地;整个灭弧系统与接地开关成并联形式。