低壓刀閘發(fā)熱現(xiàn)象分析及預(yù)防

熊灝 高志鵬

摘要：對(duì)低壓刀閘結(jié)構(gòu)作了介紹.并針對(duì)其發(fā)熱現(xiàn)象進(jìn)行了分析。對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行連續(xù)測(cè)溫，探討了刀閘溫度與環(huán)境溫度、負(fù)荷電流之間的關(guān)系，進(jìn)一步研究了刀閘溫度與自身因素的關(guān)系。利用數(shù)值分析方法得出了較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而提出了刀閘發(fā)熱現(xiàn)象的預(yù)防及處理措施。

關(guān)鍵詞：低壓刀閘;發(fā)熱;數(shù)據(jù)擬合

中圖分類號(hào)：TM564

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）14-0215-02

1引言

在電力系統(tǒng)中刀閘是輸變電系統(tǒng)中的一個(gè)重要元件，其運(yùn)行質(zhì)最和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定有密切關(guān)系。刀閘的接頭部位容易出現(xiàn)發(fā)熱缺陷，進(jìn)而影響配電裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱缺陷，將其消除在初始狀態(tài)，可以降低檢修成本，避免被迫停電，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

2低壓刀閘結(jié)構(gòu)分析

低壓刀閘廣泛應(yīng)用于各種低壓配電設(shè)備之中，作為電源隔離開關(guān)，電可以用來頻繁地接通與斷開容量不大的低壓配電電路。簡(jiǎn)單的低壓刀閘因沒有滅弧措施，分?jǐn)嗨俣鹊?分?jǐn)嗄芰θ酰饕?fù)載切除后，將線路與電源隔開，保證檢修人員安全。有些低壓刀閘加裝滅弧室，可以切斷額定電流下的有載電路（圖1）。

低壓刀閘按極數(shù)可以分成單極、雙極和三極;按結(jié)構(gòu)可以分成平板式和條架式;按操作方式可以分成直接手柄操作式、杠桿操作機(jī)構(gòu)式、旋轉(zhuǎn)操作式和電動(dòng)機(jī)構(gòu)操作式。絕緣底板一般采用陶瓷、玻璃或者其他絕緣材料，絕緣手柄用塑料。觸刀一般用硬紫銅板，靜插座或鉸鏈插座用硬紫銅板或黃銅板制成。

3低壓刀閘發(fā)熱現(xiàn)象分析

刀閘的發(fā)熱原因主要是負(fù)載電流超出了它的額定電流，如負(fù)荷側(cè)增大容量等。或者在運(yùn)行中，由于觸頭擰緊部件松動(dòng)，接觸不良，刀片或刀嘴的彈簧片銹蝕或過熱，使彈簧壓力減低。刀閘在斷開后觸頭暴露在空氣中，容易發(fā)生氧化和臟污，刀閘在操作中可能有電弧，會(huì)燒傷動(dòng)、靜觸頭的接觸面。各個(gè)連動(dòng)部件會(huì)發(fā)生磨損或變形，影響接觸面的接觸。輕者電機(jī)無法啟動(dòng)，嚴(yán)重者燒毀電機(jī)繞組。

排除刀閘自身因素，負(fù)荷電流及室溫均與刀閘溫度有關(guān)，特對(duì)此進(jìn)行了采樣分折。選取某380V公用系統(tǒng)刀閘為研究對(duì)象，在不同負(fù)荷電流及室湍的情況下對(duì)其溫度進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

MATLAB是Matrix Laboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室）的簡(jiǎn)稱，是用于算法的開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、分析以及計(jì)算的高級(jí)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。MATLAB其中一個(gè)應(yīng)用就是多維數(shù)據(jù)的擬合。圖2為刀閘溫度、負(fù)荷電流、室溫三者的采樣數(shù)據(jù)分布圖。

如圖2所示，負(fù)荷電流及室溫升高，刀閘溫度隨之升高。三者經(jīng)數(shù)據(jù)擬合后得出的線性擬合函數(shù)為：

t_d=- 22. 4420+1. 7753t_室+0. 0208i

其中，t_d為刀閘溫度，t_室為室溫，i為負(fù)荷電流。

則，該刀閘溫度在給定負(fù)荷電流，給定室溫時(shí)，可經(jīng)計(jì)算得出。實(shí)際值與計(jì)算值的偏差記為△t_d本次計(jì)算中△t_d=2℃。

若測(cè)得的刀閘溫度與計(jì)算值偏差過大，超過△t_d，則可考慮此湍度異常，日由于刀閘自身因素導(dǎo)致。由此，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，進(jìn)行檢修，避免導(dǎo)致更大損失。

4低壓刀閘發(fā)熱現(xiàn)象處理

刀閘的觸頭及接觸部分在運(yùn)行維護(hù)中是關(guān)鍵部分。如長(zhǎng)期過熱，就應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)進(jìn)行檢修。

（1）觸頭壓力太小，彈片或彈簧已經(jīng)無力，應(yīng)調(diào)整彈片彈簧壓力或進(jìn)行更換，檢查是否由刀夾松動(dòng)對(duì)刀桿壓力不夠造成。

（2）觸頭過熱氧化，可打磨一下動(dòng)觸頭，涂抹導(dǎo)電膏。

（3）負(fù)荷電流過大，應(yīng)視情況調(diào)整負(fù)荷分配，避免長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行。

（4）環(huán)境溫度過高，可考慮加裝排風(fēng)扇等冷卻裝置。

以上措施都無效時(shí)，考慮降低負(fù)荷。

5結(jié)語

本文以低壓刀閘為研究對(duì)象，分析了其結(jié)構(gòu)及其發(fā)熱現(xiàn)象。對(duì)380V配電室公用刀閘溫度進(jìn)行了定量計(jì)算，利用MATLAB得出了刀閘溫度與環(huán)境溫度、工作電流之間的關(guān)系式。進(jìn)而提出了低壓刀閘發(fā)熱現(xiàn)象的預(yù)防及處理措施。

下一步的研究，可對(duì)其中的數(shù)值分析方法進(jìn)行更深入的研究，如加大采樣數(shù)量，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壞值的篩選后再分析等。