高壓開關柜導電全回路電阻定量參考范圍的研究

如皋市供電公司 丁雪峰

高壓開關柜導電全回路電阻定量參考范圍的研究

如皋市供電公司 丁雪峰

高壓開關柜的導電全回路電阻是開關設備的重要技術參數，也是其運行性能的重要評價指標，全回路電阻的大小不僅關系到其本身所產生的能耗問題，更重要的是會影響開關設備的運行可靠性，實際運行經驗表明：全回路電阻的大小對運行性能的影響是不可忽視的。

高壓開關柜；導電全回路電阻；定量

1.引言

近10年來，高壓金屬封閉式開關柜由于其全封閉所帶來的安全性和可靠性優點，使其在電力系統和工礦企業中的用量越來越大。多年的實際運行經驗表明：高壓金屬封閉式開關柜在具有很多優點的同時，也有其難以克服的缺陷，由于它采用金屬外殼對其進行全封閉式的設計。因此，其內部導電回路所產生的熱量與開關柜內部的空氣對流換熱升溫后無法跟外界的空氣對流換熱，同時由于其封閉性，運行常規紅外測溫無法監測。可見，金屬封閉式高壓開關柜的內部溫升問題將成為其運行可靠性的瓶頸。

2.典型故障

圖1和圖2就是典型的因為回路電阻較大導致局部溫度升高，因溫度過高會對絕緣件產生絕緣老化作用，最終絕緣失效而引發對地短路故障。

圖1 全回路電阻超標導致整體溫度升高，熱老化迫使絕緣失效

圖2 電纜接頭局部溫度急劇升高導致絕緣故障

3.該研究主要理論支撐

開關電器中的主要熱源來自三個方面：

（1）電流通過導體產生的電阻損耗，從廣泛意義上說，電阻可以是導體的金屬電阻，可以是導體連接處的接觸電阻；（2）交流電器鐵磁體內產生的渦流、磁滯損耗；（3）交流電器絕緣體內產生的介質損耗。

通過對電力系統大量常規使用的兩種規格，即1250A和3150A的高壓金屬封閉開關柜的溫升性能在不同情況下進行測試，通過不同情況下所測得的溫升數據來觀測到回路電阻對其性能的影響。

試驗樣本的設置：

（1）1250A電流等級：是電力系統目前應用量最大的樣本，對這一樣本的試驗研究具有廣泛、普遍的代表意義。

（2）3150A電流等級：是電流等級較高的樣本，主要用于主變和母線分段等回路，測試全回路電阻的變化或者模擬連接故障對其溫升性能的影響具有對產品設計和檢修以及新品驗收工作具有理論指導意義。

（3）對樣本測試過程中，人為地設置了一些機械連接故障來模擬檢修或者新產品安裝過程中可能出線的故障隱患：A.對斷路器的B相動觸頭連接緊固力矩人為降低為20N.M；b.對高壓開關柜的C相支排與主排搭接緊固力矩人為力降低為10N.M。

4.測試過程

本項目從2015年7月開始到2015年12月，通過對兩種電力系統內部大量使用的兩種規格的高壓開關柜的全回路電阻和所對應的溫升性能進行了測試，并對測試數據進行了整理和歸類。其中1250A電流等級的高壓開關柜進行了7次測試，3150A電流等級的高壓開關柜共進行了6次測試。

5.測試結果的技術分析

通過對測試數據的總結和歸納可以得出以下關鍵技術指標和數據：

6.該研究帶來的經濟效益和社會效應

（1）經濟效益。為檢修人員提供可參考的技術標準從而有效控制高壓開關柜的導電全回路電阻的大小，可以直接避免因電阻大、溫升高而導致絕緣失效所產生的直接經濟損失和意外停電，可以減少用電用戶因停電產生的經濟損失。

（2）社會效益。供電可靠性是用電客戶對電力系統運行部門的最高要求，也是最基本的需求。同時供電安全性對電力系統內部檢修人員是最重要的安全保證。合理的對高壓開關柜的全回路電阻進行定量，可以有效降低因其過高而帶來溫升過高，最終導致絕緣失效的風險。從而可以有效降低計劃外停電的概率，為用戶提供更高的供電可靠性，給客戶間接帶來的經濟利益，從而為電力系統運行提高社會公信力和認可度。

7.總結及展望

高壓開關柜的導電全回路電阻是影響其溫升性能的關鍵參數之一，從測試數據看尤其大容量的開關柜的溫升性能的好壞與全回路電阻沒有完全的一一對應的關系，原因是溫升還會受到：交流電器鐵磁體內產生的渦流、磁滯損耗以及交流電器絕緣體內產生的介質損耗的影響，同時也跟高壓開關柜的通風散熱設計有關。但是對同一廠家、同一規格的高壓開關柜設計的監造、驗收和檢修后的驗收具有絕對指導意義。還需努力的方向：

（1）不同開關柜廠家設計的高壓開關柜導電全回路電阻的定量參考范圍還需采用不同廠家的通風、散熱設計進行系統的研究。

（2）為了科學、實用的定義高壓開關柜導電全回路電阻定量參考范圍還需對大量不同廠家設計的樣本進行測試。

［1］江蘇省電力設備交接和預防性試驗規程［S］.江蘇省電力公司，2001.

［2］陳化鋼.電氣設備預防性試驗方法［M］.北京：水利電力出版社，1999.