摘要：進入21世紀之后，我國電網(wǎng)得到了快速發(fā)展，相關(guān)技術(shù)設(shè)備也得到了提高，使得高壓開關(guān)柜的使用逐漸頻繁。但高壓開關(guān)柜由于自身的密閉性，在某些高負荷運作的地區(qū)，高壓開關(guān)柜的實際溫升超標現(xiàn)象較為嚴重?；诖耍恼箩槍ξ覈邏洪_關(guān)柜實際溫升超標的原因進行了探析，并提出了一些應(yīng)對策略，希望給相關(guān)工作者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜；實際溫升；超標原因；手車柜；型式試驗

中圖分類號：TM591 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）05-0093-03

近幾年，我國高壓電網(wǎng)系統(tǒng)逐漸增多，使得高壓開關(guān)柜的溫升超標逐漸頻繁，這使得設(shè)備的安全穩(wěn)定運行受到了直接的影響，若持續(xù)過熱高溫而沒有及時控制，就會嚴重影響絕緣件及相關(guān)設(shè)備的性能與使用壽命。為了改善這種現(xiàn)狀，我國電力系統(tǒng)所使用的開關(guān)柜，必須嚴格按照采購程序與技術(shù)章程進行，確保入網(wǎng)的所有開關(guān)柜都通過了相應(yīng)的型式試驗（尤其是在溫升要求上）。從理論上講，負荷在運行中通常達不到開關(guān)柜的設(shè)計滿容量，但是在實際運用中，情況卻不理想。本文通過分析國產(chǎn)KYN、JYN手車柜與合資生產(chǎn)的8BK20開關(guān)柜的實際溫升數(shù)據(jù)，進而發(fā)現(xiàn)了在實際運行中開關(guān)柜的溫升水平都超過了型式試驗所得數(shù)據(jù)?；诖?，本文對產(chǎn)生這種情況的原因進行了分析，并根據(jù)實際情況提出了相關(guān)的應(yīng)對策略。

1 開關(guān)柜實際溫升數(shù)據(jù)探析

1.1 國產(chǎn)KYN手車柜

某變電站10kV主變開關(guān)柜型號為KYN28-10，并且配用了VD4斷路器，對其實際溫升進行了測量，在測量之前打開部分頂蓋，同時測試主母排溫度與開關(guān)柜箱體外表溫度。通過測試之后，分析可知，主母排的最高溫度居然達到了100℃，而實際溫升達到了88℃，這明顯超過了主母排溫升標準的65℃。由此可見，該變電站溫升問題嚴重，必須經(jīng)過一定的改進。該變電站將開關(guān)柜的1、2號母線橋進行了重新制作，其銅排規(guī)格從以前的2×TMY100×10變?yōu)榱?×TMY120×10，同時也改進了通風系統(tǒng)。通過上述改造之后，溫升得到了一定的好轉(zhuǎn)，但是同該變電站開關(guān)柜型式試驗所得的溫升數(shù)據(jù)之間依然存在著很大差距。

1.2 國產(chǎn)JYN手車柜

某變電站10kV主變開關(guān)柜型號為JYN1-10，屬于福建某開關(guān)廠所生產(chǎn)，對其開關(guān)柜的箱體外表面進行了溫度測試。測試結(jié)果顯示，開關(guān)柜的溫升速度與負荷有著非常緊密的聯(lián)系，一旦負荷增加，那么溫升速度就會加快。尤其是負荷在1900A左右的時候，其溫升尤其明顯，同時也達到了最大值47℃，這顯然不符合相關(guān)的規(guī)范標準（滿負荷下30℃）；反之，若負荷較低（一般低于1200A）時，這個時候的溫升一般都不太明顯。

1.3 合資生產(chǎn)的手車柜

某合資廠生產(chǎn)的開關(guān)柜，型號為8BK20，屬于上海某開關(guān)制造公司生產(chǎn)，對其內(nèi)部母線母排及開關(guān)柜箱體外表面進行了測試。測試顯示，在測試之處并沒有明顯的超標跡象，但是通過分析可知，此時的負荷并未達到額定容量的70，而溫升實際上已接近上限。因此，合資生產(chǎn)的開關(guān)柜雖然在溫升上優(yōu)于國產(chǎn)同類設(shè)備，但是實際溫升依然會超標。

2 開關(guān)柜實際溫升超標的原因探析

從上述分析可知，不管是國產(chǎn)還是合資所產(chǎn)的開關(guān)柜，都會存在實際溫升超標的現(xiàn)象，這種溫升超標的情況尤其表現(xiàn)在母排連接等部位，實際測得的數(shù)據(jù)往往都會高于型式試驗所得的數(shù)據(jù)。通過對這種情況分析及總結(jié)以往的經(jīng)驗可知，產(chǎn)生這種情況的原因主要有以下幾個方面：

（1）所用導體材料未能滿足相關(guān)電導率要求，并且大部分的導體原材料都存在純度不夠的問題。

（2）由于型式試驗都是在試驗室完成，不會超過8小時，因此持續(xù)時間不長，一般不會出現(xiàn)溫升累積效應(yīng)，其所得數(shù)據(jù)便無法等同實際中長期運行并持續(xù)發(fā)熱的設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

（3）現(xiàn)場相關(guān)因素，比如現(xiàn)場在安裝與檢修的時候工藝不當，具體以母線而言，其在加工、連接及安裝中，如果其接觸表面處理不當（不到位、不光滑與不平整等），往往就會造成有效接觸面積的減少，從而使得接觸過程中的電阻值增大而產(chǎn)生過多的熱。

（4）在連接的地方，其緊固螺栓壓力不當。一些員工在安裝及檢修中普遍認為，導體在連接的時候，其螺栓擰得越緊其效果就越好，但實際上并非如此。尤其是當前使用鋁質(zhì)母線的情況較為普遍，這種鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)較小，壓力一旦達到了臨界值，而材料強度差，那么壓力繼續(xù)增大，就會導致接觸面部分隆起，這樣也就使得接觸面積減小，最終使得接觸電阻增大，大大地影響了導體的接觸效果。

（5）對于不同的金屬材料而言，其膨脹效應(yīng)不同。通過對我國不同金屬材質(zhì)的螺栓分析可知，銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線產(chǎn)生的金屬膨脹系數(shù)往往要高于鋼制螺栓，這突出表現(xiàn)在螺栓的設(shè)備接頭上。在具體的運行中，負荷及溫度變化都會使得鋁或者銅與鐵的收縮和膨脹程度存在差異進而發(fā)生蠕變，換句話說，金屬會在應(yīng)力作用下產(chǎn)生緩慢的塑性變形。此外，蠕變的產(chǎn)生及進行還與接頭處的實際溫度有著莫大的關(guān)聯(lián)。相關(guān)實踐表明，一旦接頭處溫度高于80℃，接頭處的金屬往往就會產(chǎn)生熱量而出現(xiàn)膨脹，導致接觸面錯開，形成小孔隙而發(fā)生氧化；這種變化可以逐漸累積，也就是說每次溫變循環(huán)將會使得接觸電阻堆積，最終使得熱量累積，熱量越來越大，最后反作用于接頭，使得接頭出現(xiàn)工作不良或者壞掉的現(xiàn)象。

3 高壓開關(guān)柜實際溫升超標應(yīng)對策略

本文結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，從以下三個方面探討了高壓開關(guān)柜實際溫升超標的應(yīng)對策略。

3.1 預防性試驗

應(yīng)對高壓開關(guān)柜及內(nèi)部設(shè)備進行定期預防性的試驗，通過試驗來驗證其是否正常，在試驗的時候應(yīng)按照相關(guān)的規(guī)范操作進行。試驗所得數(shù)據(jù)中，一旦發(fā)現(xiàn)存在異常，則應(yīng)結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析，不能僅僅根據(jù)當時所得的一組數(shù)據(jù)就做出草率判斷，應(yīng)全方位做好分析，最終確定故障所屬類型。此外，當試驗及相關(guān)檢修完成之后，應(yīng)及時做好恢復工作，將相關(guān)試驗設(shè)備儀器及開關(guān)柜內(nèi)部的各個連接點完全復原，以此避免人為失誤而造成的巨大損失與安全隱患。

3.2 日常運行的檢修

為了提高開關(guān)柜的運行效率及減少安全隱患，應(yīng)做好日常的運行檢修工作。在具體的檢修中，應(yīng)定期查看開關(guān)的動靜觸頭是否穩(wěn)定，其外表是否產(chǎn)生了變色，并且應(yīng)檢查觸頭及觸頭片是否光滑、合格。當檢修完成后，為了保障開關(guān)柜及相關(guān)部件的效率及使用壽命，可以涂抹一定的導電膏，以此增加導電性能，同時也能減少觸頭之間的電阻值。如果設(shè)備在正常運行中，我們可以采用紅外線溫度測試儀來檢驗觸頭及銅排溫度，一旦出現(xiàn)實際溫度過高（超標）現(xiàn)象，首先應(yīng)及時給上級匯報，以便合理對負荷進行調(diào)試，并且還應(yīng)將有故障的設(shè)備及時切除，第一時間進行檢查與修復。

3.3 進行在線監(jiān)測

在線監(jiān)測技術(shù)是這些年才發(fā)展起來的，其依靠的是監(jiān)控技術(shù)與計算機技術(shù)，將其運用在高壓開關(guān)柜實際溫升超標監(jiān)測中有著非常好的效果。為了提高開關(guān)柜運行效率，應(yīng)不斷研究與開發(fā)更加先進的在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時對開關(guān)柜內(nèi)部開關(guān)接頭、觸頭、銅排及相關(guān)附屬元件等進行監(jiān)測，監(jiān)測其運行情況是否正常，尤其要對溫度情況進行及時了解。在線監(jiān)測可以將所測數(shù)據(jù)及時傳送給監(jiān)控計算機，而相關(guān)的操作人員就可以及時分析這些數(shù)據(jù)。此外，采用在線監(jiān)測可以設(shè)置相應(yīng)的預警值，當設(shè)備運行的溫升超標即將導致設(shè)備故障時，預警系統(tǒng)就會提前報警，以便工作人員及時采取對策，從而規(guī)避重大事故的發(fā)生。

參考文獻

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作者簡介：邊小東（1971-），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，內(nèi)蒙古鄂爾多斯電業(yè)局技師，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化。

（責任編輯：周 瓊）