10 kV開關柜發熱原因及改進措施

高漩

摘 要：10 kV開關柜在運行時的安全性較高、日常維護方便，在電力系統10 kV等大型企業變配電所得到了廣泛應用。對10 kV手車式開關柜運行過程中發熱的原因進行了分析，并提出了改進措施，從理論上突出了10 kV開關柜日常管理重點，提升了設備安全水平。

關鍵詞：10 kV開關柜；電能；熱能；物理性能

中圖分類號：TM591 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.150

文章編號：2095-6835（2015）15-0150-02

開關柜的安全性體現在日常管理、使用時電力系統的穩定運行、發生故障時及時地斷開連接，在一定程度上確保了工作人員和設備的安全。但在使用過程中，因接觸不良或設計缺陷等因素導致開關柜發生絕緣失效、導電回路發熱等故障，進而造成工作質量下降、開關柜使用壽命縮短，還有可能造成電力系統出現跳閘、失去負荷等嚴重后果。因此，研究10 kV開關柜的發熱原因及其改進措施，對提升開關柜的運行質量具有重要價值。

1 10 kV開關柜發熱故障的產生原因

當設備處于正常運行的狀態下，10 kV開關柜中高壓電氣導電回路因長時間有電流通過，導致一部分電能轉換成熱能，進而使觸頭材料的溫度上升。當溫度高于相關規定標準時，高壓電氣導電回路上會出現發熱現象，比如2條母線排以螺栓連接時，因運輸、運行時的振動、碰撞等外部原因，造成螺栓松動、接觸位置的接觸電阻過大，進而導致正常運行過程中該位置的溫度高于電氣材料的相關標準，最終使材料的機械強度、物理性能大幅降低，嚴重時可能造成開關柜燒毀甚至引發火災。

1.1 安裝工藝選擇不當

在10 kV開關柜的安裝調試過程中，如果未選取合適的安裝工藝、未按照安裝規范完成安裝等，均會導致10 kV開關柜存在故障隱患。特別是在10 kV開關柜內部對手車式開關動靜觸頭進行安裝時，如果未按照設計要求進行，極易導致手車式開關動靜觸頭發生“虛接”現象，造成接觸電阻過大，導致開關柜發熱。

1.2 試驗檢修、維護不到位

因10 kV手車式開關柜具有獨特的滑動式接觸結構，在一定程度可使運行維護人員在整個檢修維護過程中獲得一定的便利性，但正因此，要求開關柜日常檢修維護過程中均要遵循嚴格的技術標準。若未嚴格依據標準執行，存在缺項、漏項操作，且忽視了關鍵點，則極有可能使開關動靜觸頭在性能上無法滿足設備的正常運行條件，進而發生過熱效應，導致事故發生。

1.3 誤操作和不良運行環境的影響

變電工作人員的安全意識淡薄、責任心不強、素質不高，導致日常操作不規范；開關柜的運行工作環境不良，也是導致10 kV開關柜出現過熱現象的原因之一。

誤操作分為以下2種情況：①因開關柜結構的相對復雜性，如果在操作力度上把握不當，則可能會導致機械部件損壞變形，進而導致觸頭角度錯誤、接觸不良、接觸電阻過大；②操作順序上的錯誤可能導致開關五防閉鎖功能生效，無法操作到位，導致觸頭虛接，最終引起火花發電。

在工作環境方面，因開關柜長時間放置在有大量灰塵、較高溫濕度等環境中，加之部分日常維護工作不到位，導致灰塵等積聚在觸頭表面，進而造成動靜觸頭本身具有的接觸性能逐漸降低，觸頭溫度上升事故的概率增加。

1.4 設備更新換代的速度較慢

由于部分開關設備處于長時間運行狀態，導致部分超期服役的元件嚴重老化、機械結構變形等現象頻發發生。同時，由于開關設備實時在線監測尚未普及，國家要求的相對服役時間較長，整體質量參差不齊，導致開關設備技術無法快速升級，開關柜整體的可靠性無法持續上升，進而提高故障發生的概率。

1.5 廠用負荷急劇上升

生產過程中突發的高供電負荷沖擊產生的大電流等刺激，可導致10 kV開關柜內薄弱部位的溫度明顯升高，進而使絕緣的老化速度加快，極易導致開關柜內連接點、開關觸頭處機械材料氧化、變形和老化等。因此，在日常工作中應及時發現并處理超過最大短路電流沖擊次數的開關柜等安全隱患，否則極易造成開關柜處于老化的惡性循環中，進而導致接頭或觸頭燒損甚至引發火災。

2 10 kV開關柜發熱溫升故障的預防措施

2.1 加強對開關柜的日常檢修維護

對10 kV開關柜進行日常檢修維護時，應仔細檢查開關柜內的開關是否具有良好的接觸性、開關外表的顏色是否發生了變化，且應配合預防性試驗結果確認開關觸頭、觸頭片的接觸情況、咬合力是否符合相關標準。在開關柜性能檢修后，需在開關動靜觸頭處涂抹凡士林，從而減少開關觸頭灰塵的積累等，使開關觸頭在整個運行過程中產生的接觸電阻值減少、觸頭運行時的溫度明顯下降。在開關柜保持正常運行狀態時，運行人員需應用紅外溫度測試儀對銅排連接點等關鍵位置的溫度進行定期監測，并認真記錄、比對分析。如果開關柜運行時的溫度存在明顯異常或高出相關標準時，需及時采取有效的預防處理，立即查找溫升異常的誘發因素，減少溫升所造成的損害，防止出現嚴重的安全事故。

2.2 采用全密封式的接線座

開關柜運行時所處的環境嚴重影響著溫升效應程度，因此，采用全密封性結構的開關接線座能使開關柜的密封性能明顯上升，避免灰塵等物質進入開關柜，從而改善開關柜的運行環境。

2.3 配置溫升在線監測系統

10 kV常用開關柜出現過熱故障時，往往會導致開關柜出現電氣安全故障，因此，其與先進技術相結合具有現實意義。對10 kV開關柜溫升情況實施在線實時監測，比如采用聲表面波技術及時預警出現的異常溫升現象，能為開關運行維護人員提供較為詳細參考資料，防止溫升過熱故障發生。

3 結束語

開關柜是否具有較高的安全性，對縮短輸變電停運時間、提升整個電網系統的可靠性具有直接作用。因此，在日常管理過程中，應該標準化檢修維護工作、合理應用先進材料、積極采用在線監測系統，從而降低開關柜溫升故障的發生率，確保10 kV變配電系統的安全運行。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕