電氣開關柜發熱問題分析

鄧順雄

廣東誠譽工程咨詢監理有限公司 廣東佛山 528000

電氣開關柜發熱問題分析

鄧順雄

廣東誠譽工程咨詢監理有限公司 廣東佛山 528000

電氣開關柜作為供配網工程中常用的主要電氣設備之一，在長期的運行中，各個部位元件或設備難免會因各種不良因素影響而出現發熱現象，不但嚴重影響了供配電的正常運行，還會因其發熱、溫度持續升高而引發重大安全事故，因此，必須對電氣開關柜發熱的問題高度重視，分析其產生發熱的原因，對癥下藥，確保供配網安全、持續及穩定運行。

供配網；電氣開關柜；發熱；原因分析；解決措施

1、引言

由于電氣開關柜為供配網中電能控制的主要設備，因此，其運行是否安全、持續、穩定運行是供配網工程一直以來重點關注的問題，同時也是難以得到很好解決的問題，當開關柜出現發熱時，既影響了其自身正常運行，又給其他電氣設備的運行帶來故障，嚴重時還會引發安全事故，給社會穩定造成極大的負面影響時也制約了電網企業的發展，因此，在實際的日常工作中，應加強巡檢力度，勤于總結發熱原因，確保供網配正常運行。

2、電氣開關柜發熱實例分析

2.1 事件回顧

2014年7月份，某地區一35kV變電站安全警報響起，監控設備發出安全警告信號，并提示變電站內有母線異常接地現象出現，隨即，接到當班值班人員情況匯報，35kV開關柜有冒煙跡象，調度科立即組織相關技術人員趕赴現場，經檢查發現，為某一手車刀閘與母線接線的靜觸頭絕緣筒燒損進而導致母線接地。考慮當時電流負荷較高，帶電維修危險極大，為安全起見，調度科立即起動應急安全搶修方案，將負荷電流進行轉移，進行斷電搶修，搶修人員立即將靜觸頭與母線連接板進行拆卸，更換接頭后再對母線進行高壓耐壓試驗，合格后，恢復了母線供電。

2.2 事件故障分析

2.2.1 潮氣過重引起事故的可能性分析。經技術人員現場檢查，并未發現開關柜主線電纜接頭處存在絕緣膠層開裂，電纜線接頭處干燥且封堵較為嚴密，開關柜內設置有相應的驅潮設備，除通風不夠良好外，并無其他較為明顯引起絕緣筒燒損的證據，因此，可以判定，發生絕緣筒燒損導致母線接地并非因開關柜潮氣過重而引起。

2.2.2 靜觸頭接觸點發熱引起絕緣筒燒損的可能性分析。通過對手車刀閘周圍進行觀察，發現閘刀面上有似燃燒過后的黑色粉塵，同時在一次接線及二次開關柜內壁面上均存在有大量黑色粉塵，通過經驗判斷，這些黑色粉塵是電氣設備接觸點發生短路時，接觸器金屬表面瞬間高溫燃燒而氧化形成的一種特有的粉塵，因此，可以判定為，此靜觸頭長期接觸不良，絕緣筒老化，同時，當時電氣設備正在正常運轉，運行負荷較重，從而使得靜觸頭接觸點出現發熱、升溫，最終導致絕緣筒不堪負荷而造成燒損。

通過上述兩點可能性分析，從該變電站出現開關柜內接觸元件發熱、燒毀現象來看，引起接頭發熱的諸多原因造成的，如接觸不良、元件年久老化、安裝質量較差、負載過高及連接工藝等，因此，必須對上述所提出的原因進行分析。

3、接頭發熱的原因簡析及解決措施

3.1 電氣設備質量存在缺陷，同時安裝不規范。接頭發熱的原因從最根本上可歸結到電氣設備及元件的質量問題上，例如，靜觸頭容量不達標，這種“硬件”式的問題在設備及元件的生產過程中質量未得到嚴格把控，同時，對設備進行安裝時，未按正確的安裝工藝進行安裝或安裝不規范，例如，開關柜里的小車式開關與固定插頭的相對位置出現偏差，當小車開關進行合閘時，由于兩者存在相對位置的偏差，容易造成接觸面小、接觸不全，當送電后，流經開關的電流相對于小車開關的插嘴與插頭的接觸點而言是成倍增加的，超出了其能承受的范圍，進而引起發熱。

解決措施：1、通過正規渠道購買符合安全質量要求的電氣設備，條件允許時，可送至相關權威檢測部門進行性能檢測；2、嚴格按照標準安裝流程進行設備安裝，同時，加強安裝后的復檢工作，確保設備安裝正確、合理。

3.2 連接不科學。科學的連接工藝是減少開關柜發熱的有效途徑之一，一般情況下，在開關引線時使用最多，以10kV電纜線與開關柜連接為例，根據設計要求，承受10kV電源輸送的電纜線應采取線徑較粗的電纜線進行連接，當采用單根螺栓來進行連接與固定，因受連接面積小的影響，電流的通量受到限制進而引起接觸發熱。而在具體的螺栓緊固時，安裝人員未能清楚的認識到螺栓擰得過緊接對觸面積的影響，尤其是采用材質較軟的鋁質母線進行連接時，若擰得過緊，則會對鋁質母線造成部分接觸面發生形變，接觸面積減小而使得電流阻力增大，影響使用效果。

解決措施：電纜線與開關柜接觸板的連接應采用多根螺栓進行固定，同時，螺栓不宜擰得太緊，避免造成母線接觸面發生形變、面積減小、電流阻力增大而引起接觸發熱。

3.3 氧化引起接觸不良。由于開關柜的動靜接頭接觸不良、接觸電阻升高，因此，在開關柜運行時，極易發生發熱現象，而造成開關動靜觸頭接觸不良主要原因為接觸頭表面受到油污污染、覆蓋或高溫氧化作用。國內有關單位曾做過“在逐漸增大電流負荷的情況下，溫度的升高對金屬接頭氧化影響”的實驗，得到的結論是：隨著電流增加，溫度升高，接觸頭處的金屬表面氧化程度隨之增加，當溫度大于80攝氏度時，接觸頭的金屬表面受溫過熱而發生膨脹，造成接觸面的表面發生細微位移，從而加速了金屬表面氧化作用，當電流負荷減弱后，溫度逐漸恢復到起始溫度時，由于高溫作用而產生的氧化薄膜覆蓋了金屬接觸面，致使接觸不良的情況出現，而在實際的設備運行中，時常會出現電流升高或降低的情況，如此反反復復的升高及降低循環會使接觸面的氧化程度逐漸惡化，當進行大電流負荷輸送時，必然會引起接觸頭的過熱，最終導致整個電力輸送處于不安全狀態。

解決措施：1、對于新接入的電氣設備及元件，應對接觸面進行輕微打磨，徹底消除表面覆蓋的絕緣漆、油污及氧化膜，安裝結束后，可采用具絕緣漆或具有防氧化作用的其他涂料對連接處進行防氧化保護處理。

3.4 設備更新緩慢，元件老化嚴重。一般而言，安裝調試好的配電設備，若沒有非常特殊的情況，是不會輕易的進行更換的，但隨著科技的進步，許多新型設備、電力材料及高科技的推廣，許多供配網系統中的一些設備及元件經長期的負荷運行，已經逐漸老化，嚴重時會出現變形的現象，但由于資金及實際運行的條件限制，配網改造工程只能分階段進行，因此，就會出現新老設備運行配置不合理、磨合不良等現象，從而導致接觸頭發熱，尤其是舊、老設備的接觸頭，出現發熱的情況非常普遍。

解決措施：在進行更換設備時，為避免新舊設備配置、接觸不良，應盡可能的采取“配套”的更換模式進行更換，若無法實現時，應保證新舊設備連接處的接觸良好。

3.5 電力負荷異常變化。通常情況下，設備運行的溫度變化受于電力負荷的影響，而正常、有規律的負荷變化所引起的設備溫度變化不會太大，理論上不會超過75攝氏度，因此，當線路的負荷增大或出現線路短路時，電流的突然增大會引起接觸頭的溫度的急劇升高，使接觸頭的材質性能發生變化，如機械強度降低、彈性老化及材質變形，從而導致接觸不良，若不及時采取相應措施妥善解決，將會嚴重影響設備正常運行。

解決措施：盡可能的確保電力負荷輸送的穩定，最大限度的減少負荷變化的情況出現，當確實需要對負荷進行調整時，應做好相應的保護措施。

4、結語

綜合上述，當電氣開關柜出現發熱時，應仔細分析其產生的原因，找到發熱根源并采取相應措施進行處理，在日常工作中，加強對各個電氣設備、元件接觸頭的巡檢工作，確保開關柜正常運行。

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