10 kV开关柜发热原因及改进措施

高漩

摘 要：10 kV开关柜在运行时的安全性较高、日常维护方便，在电力系统10 kV等大型企业变配电所得到了广泛应用。对10 kV手车式开关柜运行过程中发热的原因进行了分析，并提出了改进措施，从理论上突出了10 kV开关柜日常管理重点，提升了设备安全水平。

关键词：10 kV开关柜；电能；热能；物理性能

中图分类号：TM591 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.150

文章编号：2095-6835（2015）15-0150-02

开关柜的安全性体现在日常管理、使用时电力系统的稳定运行、发生故障时及时地断开连接，在一定程度上确保了工作人员和设备的安全。但在使用过程中，因接触不良或设计缺陷等因素导致开关柜发生绝缘失效、导电回路发热等故障，进而造成工作质量下降、开关柜使用寿命缩短，还有可能造成电力系统出现跳闸、失去负荷等严重后果。因此，研究10 kV开关柜的发热原因及其改进措施，对提升开关柜的运行质量具有重要价值。

1 10 kV开关柜发热故障的产生原因

当设备处于正常运行的状态下，10 kV开关柜中高压电气导电回路因长时间有电流通过，导致一部分电能转换成热能，进而使触头材料的温度上升。当温度高于相关规定标准时，高压电气导电回路上会出现发热现象，比如2条母线排以螺栓连接时，因运输、运行时的振动、碰撞等外部原因，造成螺栓松动、接触位置的接触电阻过大，进而导致正常运行过程中该位置的温度高于电气材料的相关标准，最终使材料的机械强度、物理性能大幅降低，严重时可能造成开关柜烧毁甚至引发火灾。

1.1 安装工艺选择不当

在10 kV开关柜的安装调试过程中，如果未选取合适的安装工艺、未按照安装规范完成安装等，均会导致10 kV开关柜存在故障隐患。特别是在10 kV开关柜内部对手车式开关动静触头进行安装时，如果未按照设计要求进行，极易导致手车式开关动静触头发生“虚接”现象，造成接触电阻过大，导致开关柜发热。

1.2 试验检修、维护不到位

因10 kV手车式开关柜具有独特的滑动式接触结构，在一定程度可使运行维护人员在整个检修维护过程中获得一定的便利性，但正因此，要求开关柜日常检修维护过程中均要遵循严格的技术标准。若未严格依据标准执行，存在缺项、漏项操作，且忽视了关键点，则极有可能使开关动静触头在性能上无法满足设备的正常运行条件，进而发生过热效应，导致事故发生。

1.3 误操作和不良运行环境的影响

变电工作人员的安全意识淡薄、责任心不强、素质不高，导致日常操作不规范；开关柜的运行工作环境不良，也是导致10 kV开关柜出现过热现象的原因之一。

误操作分为以下2种情况：①因开关柜结构的相对复杂性，如果在操作力度上把握不当，则可能会导致机械部件损坏变形，进而导致触头角度错误、接触不良、接触电阻过大；②操作顺序上的错误可能导致开关五防闭锁功能生效，无法操作到位，导致触头虚接，最终引起火花发电。

在工作环境方面，因开关柜长时间放置在有大量灰尘、较高温湿度等环境中，加之部分日常维护工作不到位，导致灰尘等积聚在触头表面，进而造成动静触头本身具有的接触性能逐渐降低，触头温度上升事故的概率增加。

1.4 设备更新换代的速度较慢

由于部分开关设备处于长时间运行状态，导致部分超期服役的元件严重老化、机械结构变形等现象频发发生。同时，由于开关设备实时在线监测尚未普及，国家要求的相对服役时间较长，整体质量参差不齐，导致开关设备技术无法快速升级，开关柜整体的可靠性无法持续上升，进而提高故障发生的概率。

1.5 厂用负荷急剧上升

生产过程中突发的高供电负荷冲击产生的大电流等刺激，可导致10 kV开关柜内薄弱部位的温度明显升高，进而使绝缘的老化速度加快，极易导致开关柜内连接点、开关触头处机械材料氧化、变形和老化等。因此，在日常工作中应及时发现并处理超过最大短路电流冲击次数的开关柜等安全隐患，否则极易造成开关柜处于老化的恶性循环中，进而导致接头或触头烧损甚至引发火灾。

2 10 kV开关柜发热温升故障的预防措施

2.1 加强对开关柜的日常检修维护

对10 kV开关柜进行日常检修维护时，应仔细检查开关柜内的开关是否具有良好的接触性、开关外表的颜色是否发生了变化，且应配合预防性试验结果确认开关触头、触头片的接触情况、咬合力是否符合相关标准。在开关柜性能检修后，需在开关动静触头处涂抹凡士林，从而减少开关触头灰尘的积累等，使开关触头在整个运行过程中产生的接触电阻值减少、触头运行时的温度明显下降。在开关柜保持正常运行状态时，运行人员需应用红外温度测试仪对铜排连接点等关键位置的温度进行定期监测，并认真记录、比对分析。如果开关柜运行时的温度存在明显异常或高出相关标准时，需及时采取有效的预防处理，立即查找温升异常的诱发因素，减少温升所造成的损害，防止出现严重的安全事故。

2.2 采用全密封式的接线座

开关柜运行时所处的环境严重影响着温升效应程度，因此，采用全密封性结构的开关接线座能使开关柜的密封性能明显上升，避免灰尘等物质进入开关柜，从而改善开关柜的运行环境。

2.3 配置温升在线监测系统

10 kV常用开关柜出现过热故障时，往往会导致开关柜出现电气安全故障，因此，其与先进技术相结合具有现实意义。对10 kV开关柜温升情况实施在线实时监测，比如采用声表面波技术及时预警出现的异常温升现象，能为开关运行维护人员提供较为详细参考资料，防止温升过热故障发生。

3 结束语

开关柜是否具有较高的安全性，对缩短输变电停运时间、提升整个电网系统的可靠性具有直接作用。因此，在日常管理过程中，应该标准化检修维护工作、合理应用先进材料、积极采用在线监测系统，从而降低开关柜温升故障的发生率，确保10 kV变配电系统的安全运行。

参考文献

[1]韦科迪.浅析10 kV高压开关柜故障原因及防范措施[J].机电信息，2012，12（29）：62-63

[2]王宏，张铁.10 kV高压开关柜常见故障分析和对策措施[J].中国电力教育，2011，13（14）：74-75

〔编辑：张思楠〕