10kV配電網(wǎng)開關(guān)柜異常發(fā)熱原因分析及對策

賀欣榮

（珠海匯達(dá)豐電力發(fā)展（集團(tuán)）有限公司，廣東 珠海519000）

0 引言

作為10kV配電網(wǎng)中極為重要的高壓開關(guān)設(shè)備，10kV高壓開關(guān)柜的可靠運(yùn)行對于10kV配電網(wǎng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)供電具有重要意義。但在10kV高壓開關(guān)柜日常運(yùn)行與檢修過程中可以發(fā)現(xiàn)，開關(guān)柜內(nèi)部的觸頭是易發(fā)生故障的薄弱環(huán)節(jié)，在長期運(yùn)行中觸頭會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)而導(dǎo)致接觸不良、斷路器操縱機(jī)構(gòu)性能老化，而惡劣的運(yùn)行環(huán)境會(huì)致使觸頭接觸面結(jié)垢從而引起觸頭部位發(fā)熱異常，造成高壓開關(guān)柜內(nèi)部異常溫升，進(jìn)而對高壓開關(guān)柜的運(yùn)行造成影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致開關(guān)設(shè)備發(fā)生燒毀、變形等故障，若處理不及時(shí)，將導(dǎo)致事故范圍擴(kuò)大，有引起10kV配電網(wǎng)大面積停電事故的風(fēng)險(xiǎn)。因此，10kV高壓開關(guān)柜的異常發(fā)熱問題不僅會(huì)嚴(yán)重影響到10kV配電網(wǎng)的安全、可靠供電，同時(shí)還會(huì)大大增加電力企業(yè)的運(yùn)營成本，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此亟需對其成因展開研究，尋找到有效的預(yù)防及處理措施。

1 10kV高壓開關(guān)柜異常發(fā)熱原因分析

1.1 開關(guān)柜開關(guān)器件設(shè)計(jì)及運(yùn)行故障問題

在進(jìn)行10kV高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)時(shí)，需要對開關(guān)柜使用條件進(jìn)行充分的計(jì)算與校驗(yàn)，否則會(huì)造成所選用的開關(guān)器件容量與實(shí)際所需容量不符合，一旦該開關(guān)柜投入運(yùn)行，觸頭部位必然會(huì)出現(xiàn)異常發(fā)熱，造成開關(guān)柜內(nèi)部異常溫升。此外，在10kV開關(guān)柜運(yùn)行中若開關(guān)動(dòng)靜觸頭間沒有完全接觸，兩者間存在一個(gè)空隙，在大電流運(yùn)行條件下就會(huì)發(fā)生局部放電現(xiàn)象，導(dǎo)致溫度急劇升高，造成開關(guān)器件損壞，并影響到開關(guān)柜的正常運(yùn)行。

1.2 開關(guān)柜施工安裝過程中的工程質(zhì)量問題

10kV高壓開關(guān)柜的施工安裝必須嚴(yán)格按照安裝說明以及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，若施工安裝過程中存在問題，必然會(huì)影響到開關(guān)柜日后的正常運(yùn)行。以某型號(hào)10kV高壓開關(guān)柜為例，在安裝該型號(hào)高壓開關(guān)柜過程中，施工人員未能正確安裝開關(guān)柜內(nèi)部的固定式插頭和小車式開關(guān)插嘴，造成兩者之間存在“虛接”現(xiàn)象，這種不可靠的接觸是導(dǎo)致開關(guān)柜運(yùn)行中異常溫升的重要原因。因此，在10kV高壓開關(guān)柜施工安裝過程中必須要有專業(yè)的施工人員來進(jìn)行監(jiān)督，在施工完成后還要對其進(jìn)行測試檢驗(yàn)，務(wù)必要保證施工安裝完全符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)方可予以通過，以確保10kV高壓開關(guān)柜施工安裝的工程質(zhì)量。此外，對于開關(guān)柜內(nèi)部的母線，要在加工、連接與安裝過程中避免其表面出現(xiàn)不平整和毛刺，同時(shí)還要用專用的電力脂進(jìn)行處理，以降低母線的接觸電阻，杜絕異常發(fā)熱問題［1］。

1.3 開關(guān)柜運(yùn)行檢修和維護(hù)問題

為了保證10kV高壓開關(guān)柜的安全可靠運(yùn)行，必須要對其進(jìn)行定期的檢修和維護(hù)。而在檢修和維護(hù)過程中，運(yùn)維人員需要拆開開關(guān)柜的開關(guān)連接點(diǎn)進(jìn)行檢修維護(hù)和調(diào)試，檢修完畢后還要根據(jù)操作條款對其進(jìn)行恢復(fù)。但在此過程中，不能排除有部分運(yùn)維人員或現(xiàn)場監(jiān)督人員缺乏足夠的責(zé)任心，恢復(fù)時(shí)出現(xiàn)開關(guān)連接點(diǎn)螺栓漏裝或少裝等情況。這樣開關(guān)柜在大電流條件下運(yùn)行時(shí)，由于觸頭之間接觸不良，會(huì)導(dǎo)致異常發(fā)熱和溫升。特別是當(dāng)10kV配電網(wǎng)中有大負(fù)荷設(shè)備投切時(shí)，會(huì)帶來一個(gè)很大的沖擊電流，加上開關(guān)柜內(nèi)部的觸頭之間接觸不好，就會(huì)造成觸頭發(fā)熱并氧化，長期運(yùn)行極易導(dǎo)致設(shè)備溫度急劇升高乃至燒毀，安全風(fēng)險(xiǎn)極大。

1.4 開關(guān)柜技術(shù)升級(jí)和更新?lián)Q代速度緩慢

長期以來重視主網(wǎng)建設(shè)而輕視配電網(wǎng)建設(shè)的思路導(dǎo)致目前仍有大量陳舊落后的10kV高壓開關(guān)柜處于投運(yùn)狀態(tài)。這固然降低了10kV配電網(wǎng)的營運(yùn)成本，但付出的代價(jià)卻是10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性大大降低，使得10kV配電網(wǎng)發(fā)生故障和事故的概率大為增加。這些仍在運(yùn)行中的陳舊落后的高壓開關(guān)柜，其內(nèi)部的開關(guān)設(shè)備已經(jīng)越來越難以滿足當(dāng)前10kV配電網(wǎng)負(fù)荷不斷增長的需要，在流過大電流時(shí)其發(fā)熱現(xiàn)象極為嚴(yán)重，直接導(dǎo)致了高壓開關(guān)柜的異常溫升［2］。

2 10kV高壓開關(guān)柜異常發(fā)熱的對策

2.1 重視10kV高壓開關(guān)柜的預(yù)防性試驗(yàn)工作

要重視10kV高壓開關(guān)柜及其內(nèi)部開關(guān)設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)工作，通過預(yù)防性試驗(yàn)可以可靠判斷高壓開關(guān)柜的實(shí)際運(yùn)行情況。在進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范，如果試驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)有異常，則要進(jìn)行科學(xué)合理的分析，并結(jié)合以往歷次預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而得出具有說服力的結(jié)論。值得注意的是，結(jié)論的得出不能僅僅依靠所得到的一組數(shù)據(jù)，必須綜合多次數(shù)據(jù)來對高壓開關(guān)柜所存在的隱患進(jìn)行判斷和確定。在完成預(yù)防性試驗(yàn)后，必須及時(shí)完成高壓開關(guān)柜的復(fù)原工作，復(fù)原過程中要特別注意開關(guān)柜內(nèi)部各接觸點(diǎn)和接觸面的接觸一定要良好，避免出現(xiàn)接觸不良所導(dǎo)致的異常發(fā)熱問題［3］。

2.2 重視10kV高壓開關(guān)柜的日常檢修和維護(hù)工作

10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)行效率的提高和故障率的降低離不開日常檢修和維護(hù)工作。在實(shí)際檢修和維護(hù)工作中，要特別注意對開關(guān)柜內(nèi)部開關(guān)設(shè)備觸頭的檢修和維護(hù)，要做到定期查看。首先要保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，沒有松動(dòng)或脫落；其次要查看觸頭的外觀是否有氧化變色痕跡，同時(shí)還要檢查觸頭以及觸頭片表面的光滑程度。在完成上述檢查工作后，需在觸頭上涂抹一層電力行業(yè)專用的導(dǎo)電膏，以有效減小觸頭間的電阻值，增加開關(guān)柜內(nèi)部開關(guān)設(shè)備的導(dǎo)電性能，保證高壓開關(guān)柜及其內(nèi)部開關(guān)器件的工作效率和使用壽命。

2.3 加快10kV高壓開關(guān)柜的新技術(shù)研發(fā)和更新?lián)Q代

隨著電力行業(yè)新技術(shù)的不斷開發(fā)和新產(chǎn)品的不斷推廣應(yīng)用，各種重要的電力設(shè)備都呈現(xiàn)出越來越快的更新?lián)Q代速度，對于10kV高壓開關(guān)柜而言，也必須緊跟潮流，加快新技術(shù)的研發(fā)和更新?lián)Q代。具體而言，就是要在10kV高壓開關(guān)柜中大力應(yīng)用目前已經(jīng)得到長足發(fā)展和進(jìn)步的自動(dòng)控制技術(shù)和新型低電阻率材料等。此外，電力企業(yè)的10kV配電網(wǎng)運(yùn)行管理部門要轉(zhuǎn)換觀念，重視起對陳舊落后10kV高壓開關(guān)柜的更新?lián)Q代工作，要意識(shí)到只有新型可靠的電力設(shè)備，才能更好地保證10kV配電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行，同時(shí)還能為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是電力系統(tǒng)長期安全運(yùn)行的保障［4］。

2.4 推廣應(yīng)用10kV高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測技術(shù)

要在10kV高壓開關(guān)柜中推廣應(yīng)用溫度在線監(jiān)測技術(shù)，雖然該技術(shù)近年來才開始發(fā)展，但其基礎(chǔ)卻是目前已經(jīng)發(fā)展較為成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)、檢測技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)。而且實(shí)踐研究表明，溫度在線監(jiān)測技術(shù)在10kV高壓開關(guān)柜中應(yīng)用具有良好的效果，因此值得對其進(jìn)行更深層次的開發(fā)，并在合適的時(shí)間開展大范圍的推廣應(yīng)用工作。通過對高壓開關(guān)柜內(nèi)部開關(guān)接頭、觸頭、母排、連接導(dǎo)線以及相關(guān)附件等關(guān)鍵設(shè)備的溫度進(jìn)行在線監(jiān)測，可以使運(yùn)行人員實(shí)時(shí)掌控10kV高壓開關(guān)柜的運(yùn)行情況，從而第一時(shí)間對開關(guān)柜的異常溫升作出及時(shí)反應(yīng)，避免故障擴(kuò)大，造成更為嚴(yán)重的事故。

3 結(jié)語

作為10kV配電網(wǎng)中極為重要的開關(guān)設(shè)備，10kV高壓開關(guān)柜運(yùn)行的安全可靠將直接影響到10kV配電網(wǎng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，在10kV配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，需要通過重視預(yù)防性試驗(yàn)工作，加強(qiáng)日常檢修維護(hù)工作，加快新技術(shù)研發(fā)和更新?lián)Q代，推廣應(yīng)用溫度在線監(jiān)測技術(shù)等措施，來有效減少和避免10kV高壓開關(guān)柜的異常發(fā)熱故障和事故的發(fā)生，確保10kV配電網(wǎng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

［1］王永軍.10kV配電開關(guān)柜常見溫升故障及預(yù)防處理措施分析［J］.電源技術(shù)應(yīng)用，2013（6）

［2］付曉宇.高壓開關(guān)柜實(shí)際溫升超標(biāo)的原因與解決［J］.電子制作，2013（20）

［3］陳康.高壓開關(guān)柜的實(shí)際溫升及發(fā)熱解決措施［J］.機(jī)電信息，2010（30）

［4］劉軍.高壓大電流開關(guān)柜的散熱問題及解決方案［J］.中國電業(yè)：技術(shù)版，2013（3）