高壓隔離開關溫升的研究和設計開題報告

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1、開題報告高壓隔離開關溫升的研究和設計一、選題的背景、意義高壓隔離開關是電力系統(tǒng)中使用量最大的高壓開關設備，通常是高壓斷路器使用數(shù)量的2～4倍。隔離開關因其具有結構簡單、縱向尺寸小、布置方便、操作輕便、運行安全可靠、規(guī)格品種齊全、適用范圍廣等特點，被電力系統(tǒng)廣泛應用，具有十分重要的地位。高壓隔離開關在工作時隨著電流的不斷流過，溫度會上升，從而會影響高壓隔離開關的性能，并且可能導致高壓隔離開關過熱。一旦隔離開關發(fā)生過熱故障，則需限制負荷，有時必須緊急停電進行處理，嚴重影響電力系統(tǒng)的安全運行及供電可靠性，因

2、此，應重視高壓隔離開關過熱的原因，并提出相應的預防措施。溫升值是它的一項重要性能指標。它影響到開關的制造成本、運行安全性與使用壽命。開關的溫升值是它本身發(fā)熱與散熱兩方面因素綜合作用的結果。開關的發(fā)熱量來自于接觸電阻處的集中發(fā)熱及各導電部分的焦耳熱。通過開關裸露表面的自然對流與輻射將這些熱量散發(fā)到環(huán)境中去。由于開關運行方式決定,強制冷卻措施是很難采用的,而自然對流與溫常輻射的散熱能力是很有限的。為了散去所發(fā)的熱量,開關必然要維持比較高的溫升值。隨著開關溫度的升高,導體電阻率加大,發(fā)熱量以溫度每升高一度增

3、長千分之四的比率增大。所以這是一種惡性循環(huán)。隨著開關容量的增大,溫升間題將變得更為嚴重。這是因為開關的發(fā)熱量是與電流的平方成正比,而開關的散熱量大約與溫升的一次方成比例,當電流增大到二倍時,發(fā)熱量將增大到四倍,溫升也將增大到四倍。所以在設計大容量開關時,溫升問題將變得更為重要。二、相關研究的最新成果及動態(tài)1、電力系統(tǒng)中使用的高壓隔離開關的導電回路主要由動靜觸頭構成的主刀口接觸導電桿（片）、導電桿（片）與接線座的過渡接觸、引線接線座等組成，因此過熱的部位主要是主接觸刀口、過渡接觸、引出線接線座。（1）導

4、流部分的觸指燒損問題因外力原因造成左右閘刀觸指不在一條水平線上或它們之間的距離發(fā)生變化,就會造成開關合閘時觸指發(fā)生碰撞,接觸不良,并可使左右觸指間存有污物,進一步使接觸電阻增大,導致觸指燒損;分閘時困難,產生電弧,嚴重時燒損觸頭[1]。（2）接線座過熱隔離開關接線座過熱是一種比較復雜的過熱現(xiàn)象，其發(fā)熱的隱蔽性、嚴重性正逐漸引起設計者和運行人員的重視[2]。（3）隔離開關接觸部分發(fā)熱這也是隔離開關的一個常見故障,它跟設備所在地的環(huán)境、運行負荷、運行年限、操作方法等因素有關。運行中常常發(fā)生導電回路異常發(fā)熱

5、現(xiàn)象，多數(shù)是由于靜觸指壓緊彈簧疲勞、特性變壞，靜觸指單邊接觸以及長期運行接觸電阻增加而造成的。運行中由于靜觸指壓緊彈簧長期受壓縮，如果工作電流較大，溫升超過允許值，就會使其彈性變差，惡性循環(huán)，最終造成燒損，這是造成觸頭發(fā)熱的主要原因。此外，觸頭鍍銀層工藝差、易磨損露銅，接觸面臟污，觸頭插入不夠、螺栓銹蝕造成線夾接觸面壓力降低等也是造成發(fā)熱的原因[4]。在操作過程中，若用力不當會使位置不正，觸頭壓力不足而導致接觸不良使觸頭過熱。另外由于站內設備的瓷絕緣大都噴涂過RTV防污閃涂料，在噴涂過程中對隔離開關刀

6、口沒有采取包扎塑料袋等防護措施，使得處于下風向的斷開的隔離開關動靜觸頭沾染大量RTV涂料，增大了動靜觸頭間的接觸電阻，容易引起過熱[7]。2、高壓隔離開關常見過熱故障的研究將高壓隔離開關簡化為以導電桿為中心的一維導熱問題,分別對無限長桿、半無限長桿及有限長桿三種情況導出了解析解,從中得到下列結論：（1）導電系統(tǒng)溫升分解為三部分,分別由電流焦耳熱、集中熱源、集中熱匯產生（2）增大導電桿表面黑度系數(shù)及橫截面的周長一面積比可有效地降低溫升。（3）設置適當?shù)纳岜砻嬖斐蔁釁R,亦可有效地降低觸頭處的溫升[8]。

7、3、隔離開關接觸部分發(fā)熱故障處理措施（1）接觸面氧化使接觸電阻增大,處理方法是卸下觸頭,用汽油清洗油污,然后置于氨水中浸泡15min,再用清水沖洗干凈,最后涂一層中性凡士林。（2）動靜觸頭接觸面小,應調整隔離開關使觸頭插入深度和接觸面滿足要求。（3）觸頭壓縮彈簧疲軟,應調整壓縮彈簧壓力,必要時應更換。（4）在拉合過程中,電弧燒傷觸頭或用力不恰當使接觸不正,引起觸頭壓力降低,在手動操作過程中應遵循慢!快!慢的過程,防止過大的操作沖擊力,操作后應仔細檢查觸頭的接觸情況[10]。三、課題的研究內容及擬采取的

8、研究方法（技術路線）、研究難點及預期達到的目標1、課題的研究內容（1）了解高壓隔離開關的工作原理，以及當前的溫升研究發(fā)展情況。（2）分析高壓隔離開關的電氣特性。（3）高壓隔離開關的參數(shù)材料的選擇與設計。（4）實驗驗證。（5）撰寫設計說明書。2、研究方法了解并掌握高壓隔離開關的工作原理查閱資料了解國內外高壓隔離開關溫升現(xiàn)狀及研究成果，結合電力系統(tǒng)方向所學的專業(yè)課以及他人的設計、研究成果，分析高壓隔離開關溫升的特性，對高壓隔離開關參數(shù)材料進行選擇與設計，最后