低壓成套開關設備的可靠性分析

楊全兵

摘 要：主要闡述和分析了常見低壓成套開關設備的優缺點，然后深入研究了影響低壓成套開關設備可靠性的因素，以期能夠在諸多環節中加強監督管理，確保低壓成套開關設備的可靠性和安全性。

關鍵詞：低壓成套開關設備；低壓配電網；回路過熱；斷路器

中圖分類號：TM564 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.155

作為能夠對低壓配電網的運行安全性和終端用戶的用電可靠性、節能性、經濟性造成相當大影響的重要設備之一，低壓成套開關是低壓配電網絡內的核心設備，應用廣泛。正是由于其在低壓配電系統中不可或缺的核心地位，因此，必須高度重視低壓成套開關設備在設計、生產、制造、選型、使用等過程中的影響因素，避免安全隱患，提升運行可靠性，這對其后續的優化、升級、改造等都具有很大的意義。

1 常見低壓成套開關的優缺點

1.1 固定式成套開關設備

優點：結構簡單、綜合造價較低、性價比相對更高、連線清晰、散熱通風性能強，且電纜接頭較少。

缺點：柜內的開關設備一般選用緊固件進行固定，這也就導致了斷路器與柜門之間并不存在閉鎖機構，因此操作的安全性必須靠相應的規程來確保；結構之間的影響較大，某回路或者設備發生故障時，往往會對其他回路的正常運行造成影響；在某個特定回路需維修或實驗時，必須停掉整個柜子的供電，這勢必對其他設備和回路的正常運行造成影響。

1.2 抽屜式成套開關設備

優點：成套開關柜內的斷路器與柜門之間設有聯鎖結構，只要斷路器處于運行狀態，柜門就無法打開，這也就保證了操作的安全性；柜內的各個回路之間不存在直接的聯系，在某個回路出現故障或者需要檢修時，只需要將該回路間隔抽出即可，不會對其他設備和回路的正常運行造成影響；同樣規格的抽屜柜具備互換性和兼容性，方便進行檢修，如果某個特定的抽屜回路發生故障，可以迅速使用備用抽屜間隔替換，確保停電時間不會太長，具有可靠的連續供電能力。

缺點：散熱和通風能力較差，柜內的溫度一般都較高，會對柜內的開關元件和導電體通流能力的發揮造成影響；成本相對更高；內部的接線結構相當復雜，在安裝的過程中，常出現插不到位、接裝位置錯位等問題；對操作簧片的性能要求更高，常見接觸不良和斷裂等問題；由于結構密封，斷路器和母排等設備和導體在運行過程中的溫度監測較難進行。

2 低壓成套開關設備的影響因素分析

低壓成套開關設備在運行過程中的可靠性和安全性與其設計、選材、生產、加工、裝配、調試等各個環節都有很密切的關系。在這些環節中，能夠減少或避免影響開關柜的因素，從而對低壓配電網絡電能輸送的成本、供電的可靠性、提供的優質服務、終端用戶的經濟效益等指標產生積極影響，具有非常高的應用價值和研究意義。

2.1 選材不當造成的回路過熱

在低壓配電網絡系統中，有相當一部分大電流成套開關設備都選用銅導體作為連接回路，但是筆者在實際生產中發現，部分冶銅企業的銅排與制品并不具備足夠高的純度，質量也較差，對導電體的導電性能影響較大。一般情況下，開關設備的生產廠商都不具有檢測電導率的專門設備，往往造成劣質銅產品流入生產環節，制得的觸頭或者母線往往因電阻較大而難以承受額定載流量，造成實際投入運行之后開關設備存在嚴重的發熱升溫效應，輕則會導致發熱量的提升，浪費電能資源，重則可能導致母排或開關觸頭的燒損，甚至引起火災，造成極為嚴重的損失。

2.2 裝配不當造成的回路過熱

一般情況下，如果移開式開關柜的一次斷路器的手車動、靜插頭的插入深度不夠和觸頭的接觸壓力不夠，就比較容易造成動、靜觸頭的接觸不良，進而引發燒損、發熱、拉弧等一些問題。但是，部分廠家在產品器材出廠的過程中，僅憑動、靜觸頭的中心線是否一致等指標粗略檢測和判斷，并沒有對觸頭的接觸壓力和插入深度進行精密測量，且很少在產品的檢驗文件或圖紙之中標注插入深度。只測量開關回路直流電阻，必然會埋下成套開關設備的質量隱患。在斷路器回路中，動、靜觸頭之間的接觸性能越差，接觸處的電阻值就會越高，就越容易造成運行過程中的發熱溫度超過運行溫度的最高指標。

在實際生產過程中，能夠引起觸頭溫度升高的因素還有以下幾點：①斷路器的觸頭片的壓緊彈簧不具備足夠的壓力，在運行過程中有磨損、老化、氧化、損壞等問題出現，降低了動、靜觸頭接觸面所具備的接觸性能，減少了有效的接觸面積；②低壓成套開關設備內部支撐設備的結構綜合強度不高，進而導致抽屜柜內部的斷路器在運行過程中受磁、熱、重力等的影響發生座架的變形，使一次插入觸頭不具備足夠的深度，難以與導電板之間發生有效接觸；③運行維護措施不到位，開關柜外部的塵埃、污穢等進入內部，造成觸頭的接觸面不干凈，有較多的灰塵和油膩物質，降低了斷路器內觸頭的有效接觸面積，導電灰塵還會造成閃絡，使觸頭的表面乃至整個觸頭都發生燒損。

2.3 絕緣材料不合格引發事故

從筆者的工作經驗來看，在實際生產過程當中，因絕緣材料的性能不合格造成的開關設備事故不在少數，例如在實際生產過程中的絕緣處理不符合工藝要求，造成開關柜的絕緣性能較差；因潮濕空氣和柜內較強的熱、磁、電作用，導致絕緣性能不斷惡化。這對開關設備的供電可靠性造成了嚴重威脅。

3 結束語

低壓成套開關設備的設計、生產、選型、檢修、保養等流程的技術水平會對開關設備的正常功能和可靠性造成極大的影響，所以廠家和企業必須在以上各個環節中強化監督潛在的隱患，進而有效提升低壓成套開關設備供電的可靠性和安全性，使其具有更高的供電服務水準，為低壓供電網絡及其所處的區域經濟發展作出更多貢獻，進而為我國綜合國力的提升和社會主義市場經濟的發展添磚加瓦。

參考文獻

[1]沈凱.低壓成套開關設備的設計要點及其可靠性指標的確立[J].機電信息，2013（15）：140-141.

[2]楊翔鋒.論述低壓成套開關設備計量檢測可靠性的研究[J].黑龍江科技信息，2014（20）：15.

[3]談林鋒，鐘厚龍.低壓成套開關設備的絕緣配合原理及其檢測探討[J].江西建材，2014（20）：198.

〔編輯：王霞〕