高壓設備運行開關柜溫變故障分析

楊絮

摘要：高壓設備在運行過程中，開關柜溫變故障較為常見。通常情況下，開關柜溫變問題主要指手車柜過熱，即手車柜內的溫度超過相關規定的限制。經過分析得出，造成手車柜溫度異常的主要原因是手車柜內安置的六對隔離插頭存在接觸不良的情況，從而造成溫度的異常升高。此外，在載流的過程中，設備導磁體內部出現的渦流損耗和設備中螺母的松動也會造成開關柜發熱的情況產生。

關鍵詞：高壓設備;開關柜溫變;故障分析

1 故障原因具體分析

（1）隔離插頭接觸因素

在故障原因上，導致隔離插頭出現接觸不良情況的首要因素是插頭插入的深度不足。一般情況下，在日常工作中，開關存在的最危險的隱患是接觸不良，而插入深度是確保隔離插頭實現可靠接觸的根本，經過分析，研究者發現，造成其插入深度不足的主要原因可以分為產品質量問題與施工工藝問題等兩個方面。因此，研究者從這兩個方面對問題進行了相應的實驗分析。

在施工工藝問題上在電力系統的擴建工程中，所使用的兩段母線的柜子往往不是同一個廠家的產品，因此，在母排的拼接工作中，通常需要施工單位在施工現場進行安裝【1】。在這個過程中，由于隔離插頭是借助母排固定在盒內的，因此，在安裝時，如果操作人員沒能嚴格按照要求對其墊入相應的導電片，則會導致該觸頭所在的位置過深，從而造成觸頭插入的深度出現不足，形成安全隱患。同時，相關的電子元件由于長期受到隱形作用力的影響，也有可能造成隔離插頭的松動與脫落，這些原因最終均可造成觸頭插入深度不足的情況發生。針對這種情況，研究者分別選取了相應產品進行安裝實驗，每次實驗中，對于導電片的墊入位置均有所區別，旨在分析不同墊入情況與觸頭深度之間存在的關系。另一方面，研究者對隔離插頭的松動與脫落情況進行了，從而有效對隱形作用力對隔離插頭所產生的影響進行了分析。

1）插頭與觸指之間的“對中”較差

在使用過程中，由于插頭與觸指之間的“對中”較差，很容易造成隔離插頭與插座之間出現“對不正”的情況。經過分析后發現，造成這種情況的原因較多，包括產品的質量較差、加工精度較差、手車及軌道出現變形等。由于這種情況的存在，很容易造成開關柜出現溫變故障，最終造成其燒毀。

為了有效解決這一情況，研究者選取了多個品牌的相關設備，對于插頭與觸指之間的，并對于造成這種情況的根本原因進行了逐一分析，在設計過程中，研究者從多個維度入手，就加工精度問題的根源進行了探討工作，最終確定主要問題集中于手車及軌道變形上。

在研究設計方面，研究者選取了西野、鴻雁、松本、正泰、龍勝等五個品牌的插頭，通過逐個插入的方式對其質量、加工精度、手車及軌道變形等情況進行了分析，在插入后一段時間內，對開關柜的溫度變化情況進行了監測與記錄。根據記錄顯示，在實驗用的5個品牌的開關中，插頭的質量與加工精度相對較好，然而在使用過程中，出現溫變故障的設備均存在不同程度的手車與軌道變形的情況。

2）觸指彈簧疲軟

通常來說，這種情況多數發生在設備隔離插頭的深度不足或者“對中”較差導致的局部過熱情況中。在這種情況下，由于溫度環境的異常，很容易造成觸指彈簧出現“退火”現象，從而造成彈簧疲軟。在出現疲軟情況后，彈簧由于失去了原有的活力，導致觸指與觸頭之間的接觸情況進一步惡化，造成發熱的加重，而發熱的加重進一步誘發了觸指彈簧的“退火”，由此產生一個惡性循環，極大地威脅了整個設備的運行安全【2】。

針對這一問題，研究者設計了相關的實驗，對于觸指彈簧在不同溫度環境下的反應情況進行了分析，在實驗過程中，研究者通過對溫度進行控制，模擬出了隔離插頭局部過熱的情況，并對不同溫度情況對彈簧造成的影響進行了分析，從而為接下來的各項研究奠定了基礎。

（2）渦流因素

作為電磁感應現象的一種特殊形式，在電氣設備運行的過程中，渦流的產生通常會對電氣設備造成一定的損害，其在設備中流動會造成設備出現發熱現象，從而導致能量出現損耗，在電力工程領域，通常將這種損耗稱作“渦流損耗”。另一方面，渦流會導致電氣設備出現發熱的情況，從而對設備絕緣能力與使用壽命造成影響，同時，其也會對設備內部原有的磁場進行削弱，從而不利于設備的運行。

在設備的使用過程中，負荷電流在穿過穿墻套管的同時會產生渦流，由于大多數金屬所具有的電阻率都比較小，因此，感應電動勢可以在金屬內部造成巨大的渦流，如果相關人員沒有對其進行足夠的重視，則該渦流產生的熱能很容易造成設備的損壞。研究者針對此問題設計了相應的記錄，對于渦流為套管帶來的傷害進行了詳細的分析，旨在進一步加強工作人員對于其的重視。在電氣設備中，隨著渦流強度的增加，套管溫度會逐漸升高，從而對套管的損傷程度持續增加。因此，為了有效確保電氣設備的運行，應對渦流進行一定程度的抑制，通常來說，使用的方法主要包括將三相同時穿過封閉的金屬回路，從而令磁通數值為0。在具體操作方面，可以在在聯絡柜的頂蓋板進行開孔，從而使得各相母線由此伸出柜頂部，從而實現磁力的互相抵消。此外，還可以采用不銹鋼、樹脂以及鋁等具有較高工程強度的非磁性材料進行支撐件與隔板的制作，從而從根本上杜絕渦流的產生。

（3）螺母因素

在實際生活中，此類情況相對較少，其主要原因是操作人員在設備的安裝與裝配過程中存在疏漏以及由熱應力所造成的螺母松動。在新的開頭柜投入運行后，由于母排在運行過程中會出現一定的熱膨脹，因此，在膨脹力的影響下，原有的緊固螺絲釘受到拉伸而出現細微的變化，從而造成松動，最終導致母排之間連接處的接觸電阻擴大，從而造成發熱現象。

2 開關柜溫變故障的處理方法

（1）加強設備安裝與投運工作的管理

1）加強監督工作力度

在安裝工作實施的過程中，研究者主要從監督工作入手，通過制定相關的管理制度，進一步幫助施工人員明確了施工過程中的關鍵性要求，同時嚴格檢查母線隔離柜中的母線加工以及相應的安裝工藝，確保其符合操作規定，同時做好導電墊片安裝的檢查工作。

2）做好設備的驗收工作

在設備的驗收工作中，研究者通過加強檢查思想的引入，組織相關人員對每一臺開關插入的深度以及“對中”情況進行檢查，確保其符合相關要求。

3）做好整體回路電阻檢查

研究者認為，為了有效確保電阻的正常運行，應對開關柜進行相應的整體回路電阻檢查，確保其符合要求。

（2）加強運行中設備的維護工作

在對于運行中的電力設備進行維護的過程中，研究者從各個環節入手，制定了較為全面的檢車與維護方案，主要包括：手車的檢查、相關設備檢查、增加導磁回路磁阻以及加強對于開關柜溫度檢測的巡視工作等。

1）手車的檢查

對于電流較大的手車，應對其前杠進行按時檢查，確保其未出現變形的情況。同時，在推進過程中，應注意檢查手動是否靈活以及是否存在歪斜等情況。

2）相關設備檢查

在運行過程中，相關人員應創造條件，對于開關柜的插入深度、“對中”情況以及整體回路電阻進行定期的檢測工作，從而確保其處于一個良好的運行狀態。

3）檢查母排螺母的緊固情況

對于運行中的開關柜進行檢修的過程中，操作人員應當根據實際情況，對其母排螺母進行相應的緊固操作，從而有效防止熱應力導致的螺母松動情況。

（3）增加導磁回路磁阻

開關柜發熱的一個主要原因是導磁回路的低電位區域突然產生高溫，從而造成設備發熱的情況。針對這種情況，應盡可能增加導磁回路中的磁阻，及應用具有非導磁性的不銹鋼板替換原有的鋼板，從而進一步確保設備的安全。

（4）加強對于開關柜溫度檢測的巡視工作

在對設備進行測溫時，操作人員應對設備的實時電流值進行記錄，同時填寫該設備在預期電流影響下所能達到的溫度值，從而實現預警的目的。同時，在每次對溫度進行測量的同時，應對測溫點所在位置進行記錄，以便于復核工作的開展。

【參考文獻】

[1]王欽.基于物聯網的高壓設備監測系統的研究[J].齊齊哈爾大學學報（自然科學版），2018，34（03）：38-42.

[2]吳晉波.高壓直流輸電直流系統保護設備現場檢驗方法探索[J].電測與儀表，2018，55（05）：110-118.