高压设备运行开关柜温变故障分析

时间：2024-08-31

杨絮

摘要：高压设备在运行过程中，开关柜温变故障较为常见。通常情况下，开关柜温变问题主要指手车柜过热，即手车柜内的温度超过相关规定的限制。经过分析得出，造成手车柜温度异常的主要原因是手车柜内安置的六对隔离插头存在接触不良的情况，从而造成温度的异常升高。此外，在载流的过程中，设备导磁体内部出现的涡流损耗和设备中螺母的松动也会造成开关柜发热的情况产生。

关键词：高压设备;开关柜温变;故障分析

1 故障原因具体分析

（1）隔离插头接触因素

在故障原因上，导致隔离插头出现接触不良情况的首要因素是插头插入的深度不足。一般情况下，在日常工作中，开关存在的最危险的隐患是接触不良，而插入深度是确保隔离插头实现可靠接触的根本，经过分析，研究者发现，造成其插入深度不足的主要原因可以分为产品质量问题与施工工艺问题等两个方面。因此，研究者从这两个方面对问题进行了相应的实验分析。

在施工工艺问题上在电力系统的扩建工程中，所使用的两段母线的柜子往往不是同一个厂家的产品，因此，在母排的拼接工作中，通常需要施工单位在施工现场进行安装【1】。在这个过程中，由于隔离插头是借助母排固定在盒内的，因此，在安装时，如果操作人员没能严格按照要求对其垫入相应的导电片，则会导致该触头所在的位置过深，从而造成触头插入的深度出现不足，形成安全隐患。同时，相关的电子元件由于长期受到隐形作用力的影响，也有可能造成隔离插头的松动与脱落，这些原因最终均可造成触头插入深度不足的情况发生。针对这种情况，研究者分别选取了相应产品进行安装实验，每次实验中，对于导电片的垫入位置均有所区别，旨在分析不同垫入情况与触头深度之间存在的关系。另一方面，研究者对隔离插头的松动与脱落情况进行了，从而有效对隐形作用力对隔離插头所产生的影响进行了分析。

1）插头与触指之间的“对中”较差

在使用过程中，由于插头与触指之间的“对中”较差，很容易造成隔离插头与插座之间出现“对不正”的情况。经过分析后发现，造成这种情况的原因较多，包括产品的质量较差、加工精度较差、手车及轨道出现变形等。由于这种情况的存在，很容易造成开关柜出现温变故障，最终造成其烧毁。

为了有效解决这一情况，研究者选取了多个品牌的相关设备，对于插头与触指之间的，并对于造成这种情况的根本原因进行了逐一分析，在设计过程中，研究者从多个维度入手，就加工精度问题的根源进行了探讨工作，最终确定主要问题集中于手车及轨道变形上。

在研究设计方面，研究者选取了西野、鸿雁、松本、正泰、龙胜等五个品牌的插头，通过逐个插入的方式对其质量、加工精度、手车及轨道变形等情况进行了分析，在插入后一段时间内，对开关柜的温度变化情况进行了监测与记录。根据记录显示，在实验用的5个品牌的开关中，插头的质量与加工精度相对较好，然而在使用过程中，出现温变故障的设备均存在不同程度的手车与轨道变形的情况。

2）触指弹簧疲软

通常来说，这种情况多数发生在设备隔离插头的深度不足或者“对中”较差导致的局部过热情况中。在这种情况下，由于温度环境的异常，很容易造成触指弹簧出现“退火”现象，从而造成弹簧疲软。在出现疲软情况后，弹簧由于失去了原有的活力，导致触指与触头之间的接触情况进一步恶化，造成发热的加重，而发热的加重进一步诱发了触指弹簧的“退火”，由此产生一个恶性循环，极大地威胁了整个设备的运行安全【2】。

针对这一问题，研究者设计了相关的实验，对于触指弹簧在不同温度环境下的反应情况进行了分析，在实验过程中，研究者通过对温度进行控制，模拟出了隔离插头局部过热的情况，并对不同温度情况对弹簧造成的影响进行了分析，从而为接下来的各项研究奠定了基础。

（2）涡流因素

作为电磁感应现象的一种特殊形式，在电气设备运行的过程中，涡流的产生通常会对电气设备造成一定的损害，其在设备中流动会造成设备出现发热现象，从而导致能量出现损耗，在电力工程领域，通常将这种损耗称作“涡流损耗”。另一方面，涡流会导致电气设备出现发热的情况，从而对设备绝缘能力与使用寿命造成影响，同时，其也会对设备内部原有的磁场进行削弱，从而不利于设备的运行。

在设备的使用过程中，负荷电流在穿过穿墙套管的同时会产生涡流，由于大多数金属所具有的电阻率都比较小，因此，感应电动势可以在金属内部造成巨大的涡流，如果相关人员没有对其进行足够的重视，则该涡流产生的热能很容易造成设备的损坏。研究者针对此问题设计了相应的记录，对于涡流为套管带来的伤害进行了详细的分析，旨在进一步加强工作人员对于其的重视。在电气设备中，随着涡流强度的增加，套管温度会逐渐升高，从而对套管的损伤程度持续增加。因此，为了有效确保电气设备的运行，应对涡流进行一定程度的抑制，通常来说，使用的方法主要包括将三相同时穿过封闭的金属回路，从而令磁通数值为0。在具体操作方面，可以在在联络柜的顶盖板进行开孔，从而使得各相母线由此伸出柜顶部，从而实现磁力的互相抵消。此外，还可以采用不锈钢、树脂以及铝等具有较高工程强度的非磁性材料进行支撑件与隔板的制作，从而从根本上杜绝涡流的产生。

（3）螺母因素

在实际生活中，此类情况相对较少，其主要原因是操作人员在设备的安装与装配过程中存在疏漏以及由热应力所造成的螺母松动。在新的开头柜投入运行后，由于母排在运行过程中会出现一定的热膨胀，因此，在膨胀力的影响下，原有的紧固螺丝钉受到拉伸而出现细微的变化，从而造成松动，最终导致母排之间连接处的接触电阻扩大，从而造成发热现象。

2 开关柜温变故障的处理方法

（1）加强设备安装与投运工作的管理

1）加强监督工作力度

在安装工作实施的过程中，研究者主要从监督工作入手，通过制定相关的管理制度，进一步帮助施工人员明确了施工过程中的关键性要求，同时严格检查母线隔离柜中的母线加工以及相应的安装工艺，确保其符合操作规定，同时做好导电垫片安装的检查工作。

2）做好设备的验收工作

在设备的验收工作中，研究者通过加强检查思想的引入，组织相关人员对每一台开关插入的深度以及“对中”情况进行检查，确保其符合相关要求。

3）做好整体回路电阻检查

研究者认为，为了有效确保电阻的正常运行，应对开关柜进行相应的整体回路电阻检查，确保其符合要求。

（2）加强运行中设备的维护工作

在对于运行中的电力设备进行维护的过程中，研究者从各个环节入手，制定了较为全面的检车与维护方案，主要包括：手车的检查、相关设备检查、增加导磁回路磁阻以及加强对于开关柜温度检测的巡视工作等。

1）手車的检查

对于电流较大的手车，应对其前杠进行按时检查，确保其未出现变形的情况。同时，在推进过程中，应注意检查手动是否灵活以及是否存在歪斜等情况。