[发明专利]一种基于银含量检测的有载分接开关触头损伤判定方法

说明书

本发明公开了一种基于银含量检测有载分接开关触头损伤状况的检测方法，包括：1、油样的获取；2、油样的总银含量检测。3、通过2的检测得到的总的银含量，结合经验判据，判断触头是否损伤情况。本发明通过检测变压器油中银的含量来反应油浸组合式有载分接开关触头的损伤情况，从而判定并及时反馈油浸组合式有载分接开关的健康状况，为油浸组合式有载分接开关的检修提供依据。本发明可以在不用吊罩大修的情况下让检修人员了解内部触头的损伤情况，能够及时反馈触头可能发生的潜在慢性缺陷，对于维护电力系统的安全稳定运行具有重大的现实意义，也具有极高的经济性。

技术领域

本发明涉及一种有载分接开关内部触头故障诊断的方法。具体涉及一种通过检测有载分接开关内变压器油中金属银含量，来确定变压器有载分接开关的触头是否发生故障的诊断方法。

背景技术

有载分接开关(On-load tap changer)作为变压器的辅助设备，在电网中被广泛地应用。它能够有效避免电压的大幅度波动，增加了电网调度的灵活性，为电力系统的稳定运行提供了可靠的保障。

目前在运的有载分接开关有组合式和复合式，且以油浸组合式的有载分接开关居多。组合式有载开关的切换开关和选择开关是分开的。切换开关由快速机构驱动，专门用于切换负荷电流，放置在单独的绝缘筒内。选择开关负责选择分接头，不切断电弧，动作于切换开关动作之前。切换开关与选择开关之间按规定动作顺序动作。复合式有载开关的选择开关本身带有切换触头，切断电弧与选择分接头动作是同时进行的，结构比较紧凑，所有的部分组装在一个绝缘筒内，过渡电阻与动触头都装在转动轴上。

本专利主要涉及油浸组合式有载分接开关。组合式有载分接开关包括两部分(附图1a)，一个是上部分包含切换开关的油室(附图1b)，一个是下部分的选择开关(附图1c)。分接开关相当于存在两个并联的支路，在有载分接开关动作时，选择开关先选择档置，确定好新的档位后，再由切换开关动作，完成换挡。

切换开关动作时，往往因切换存在一定的延时或接触面摩擦，会产生放电现象。在放电过程中由于动静触头之间的振动弹跳会引起电弧，灼烧触头。切换开关的触头往往表面镀银或者是由纯银构成，在此过程中会产生金属银单质和银的离子化合物，这些金属银微粒和离子化合物会溶解在油室的变压器油中(以微粒的形式存在油中，或者以离子在溶解在油中的有机溶剂中)。

目前对于有载分接开关的检测方法主要有振动法，电机电流法和红外测温法。振动法通过在线监测OLTC接线端子或变压器油箱表面的振动信号来监测OLTC的状况，此方法的缺点主要是测量的信号多次经过了转换轴的振动信号，并非直接测量信号源本身，信号在传播的过程中损耗较大，测量精确度较低。电机电流法通过测量控制电机的电流信号，可以获得相应的转轴扭矩，通过比较扭矩的大小可以判定内部机械结构的卡涩等问题，却无法反映触头本身可能发生的磨损或灼伤。红外测温法能够观测到比较明显的外部温度变化，特别是出线端子线夹的发热情况，内部不明显的发热情况无法检测。通常外部出现明显的温升时，其内部的发热情况已经非常严重。

研究表明，变压器油中含有的硫及其化合物(如硫醇、硫醚等)。实际上，溶解在变压器油中的单质硫在硫醚的环境中其化学性质会非常活跃，会对银触头表面产生严重的腐蚀。特别是在切换开关动作过程中电弧的灼烧会引起触头表面过高的温度，高温会进一步提高单质硫的活性，加大其对触头的腐蚀能力。在电弧条件下的银单质与硫发生反应，生成的银离子会溶解在变压器油中。通过检测有载分接开关油室变压器油中的金属银含量的多少，可以确定触头的灼烧程度，从而判定触头的健康状况。

有必要说明油中银的存在方式可能有2种。一种是溶解在有机溶剂中以离子态呈现的；一种是以悬浮微粒的形式存在于变压器油中。在本专利中，以悬浮微粒形式存在的银及其化合物，最终以强酸进行溶解，按离子态进行滴定确定其含量。综合来看利用离子检测法，最终通过得到等效油中的总银含量能有效的反馈内部触头的损伤情况，是诊断变压器有载分接开关内部触头潜在故障的一种十分有效且必要的方法。