鄧順雄

廣東誠(chéng)譽(yù)工程咨詢監(jiān)理有限公司 廣東佛山 528000

電氣開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱問(wèn)題分析

鄧順雄

廣東誠(chéng)譽(yù)工程咨詢監(jiān)理有限公司 廣東佛山 528000

電氣開(kāi)關(guān)柜作為供配網(wǎng)工程中常用的主要電氣設(shè)備之一，在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，各個(gè)部位元件或設(shè)備難免會(huì)因各種不良因素影響而出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，不但嚴(yán)重影響了供配電的正常運(yùn)行，還會(huì)因其發(fā)熱、溫度持續(xù)升高而引發(fā)重大安全事故，因此，必須對(duì)電氣開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱的問(wèn)題高度重視，分析其產(chǎn)生發(fā)熱的原因，對(duì)癥下藥，確保供配網(wǎng)安全、持續(xù)及穩(wěn)定運(yùn)行。

供配網(wǎng)；電氣開(kāi)關(guān)柜；發(fā)熱；原因分析；解決措施

1、引言

由于電氣開(kāi)關(guān)柜為供配網(wǎng)中電能控制的主要設(shè)備，因此，其運(yùn)行是否安全、持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行是供配網(wǎng)工程一直以來(lái)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，同時(shí)也是難以得到很好解決的問(wèn)題，當(dāng)開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)發(fā)熱時(shí)，既影響了其自身正常運(yùn)行，又給其他電氣設(shè)備的運(yùn)行帶來(lái)故障，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)安全事故，給社會(huì)穩(wěn)定造成極大的負(fù)面影響時(shí)也制約了電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展，因此，在實(shí)際的日常工作中，應(yīng)加強(qiáng)巡檢力度，勤于總結(jié)發(fā)熱原因，確保供網(wǎng)配正常運(yùn)行。

2、電氣開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱實(shí)例分析

2.1 事件回顧

2014年7月份，某地區(qū)一35kV變電站安全警報(bào)響起，監(jiān)控設(shè)備發(fā)出安全警告信號(hào)，并提示變電站內(nèi)有母線異常接地現(xiàn)象出現(xiàn)，隨即，接到當(dāng)班值班人員情況匯報(bào)，35kV開(kāi)關(guān)柜有冒煙跡象，調(diào)度科立即組織相關(guān)技術(shù)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，為某一手車(chē)刀閘與母線接線的靜觸頭絕緣筒燒損進(jìn)而導(dǎo)致母線接地?？紤]當(dāng)時(shí)電流負(fù)荷較高，帶電維修危險(xiǎn)極大，為安全起見(jiàn)，調(diào)度科立即起動(dòng)應(yīng)急安全搶修方案，將負(fù)荷電流進(jìn)行轉(zhuǎn)移，進(jìn)行斷電搶修，搶修人員立即將靜觸頭與母線連接板進(jìn)行拆卸，更換接頭后再對(duì)母線進(jìn)行高壓耐壓試驗(yàn)，合格后，恢復(fù)了母線供電。

2.2 事件故障分析

2.2.1 潮氣過(guò)重引起事故的可能性分析。經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查，并未發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜主線電纜接頭處存在絕緣膠層開(kāi)裂，電纜線接頭處干燥且封堵較為嚴(yán)密，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)置有相應(yīng)的驅(qū)潮設(shè)備，除通風(fēng)不夠良好外，并無(wú)其他較為明顯引起絕緣筒燒損的證據(jù)，因此，可以判定，發(fā)生絕緣筒燒損導(dǎo)致母線接地并非因開(kāi)關(guān)柜潮氣過(guò)重而引起。

2.2.2 靜觸頭接觸點(diǎn)發(fā)熱引起絕緣筒燒損的可能性分析。通過(guò)對(duì)手車(chē)刀閘周?chē)M(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)閘刀面上有似燃燒過(guò)后的黑色粉塵，同時(shí)在一次接線及二次開(kāi)關(guān)柜內(nèi)壁面上均存在有大量黑色粉塵，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)判斷，這些黑色粉塵是電氣設(shè)備接觸點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，接觸器金屬表面瞬間高溫燃燒而氧化形成的一種特有的粉塵，因此，可以判定為，此靜觸頭長(zhǎng)期接觸不良，絕緣筒老化，同時(shí)，當(dāng)時(shí)電氣設(shè)備正在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行負(fù)荷較重，從而使得靜觸頭接觸點(diǎn)出現(xiàn)發(fā)熱、升溫，最終導(dǎo)致絕緣筒不堪負(fù)荷而造成燒損。

通過(guò)上述兩點(diǎn)可能性分析，從該變電站出現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)接觸元件發(fā)熱、燒毀現(xiàn)象來(lái)看，引起接頭發(fā)熱的諸多原因造成的，如接觸不良、元件年久老化、安裝質(zhì)量較差、負(fù)載過(guò)高及連接工藝等，因此，必須對(duì)上述所提出的原因進(jìn)行分析。

3、接頭發(fā)熱的原因簡(jiǎn)析及解決措施

3.1 電氣設(shè)備質(zhì)量存在缺陷，同時(shí)安裝不規(guī)范。接頭發(fā)熱的原因從最根本上可歸結(jié)到電氣設(shè)備及元件的質(zhì)量問(wèn)題上，例如，靜觸頭容量不達(dá)標(biāo)，這種“硬件”式的問(wèn)題在設(shè)備及元件的生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量未得到嚴(yán)格把控，同時(shí)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝時(shí)，未按正確的安裝工藝進(jìn)行安裝或安裝不規(guī)范，例如，開(kāi)關(guān)柜里的小車(chē)式開(kāi)關(guān)與固定插頭的相對(duì)位置出現(xiàn)偏差，當(dāng)小車(chē)開(kāi)關(guān)進(jìn)行合閘時(shí)，由于兩者存在相對(duì)位置的偏差，容易造成接觸面小、接觸不全，當(dāng)送電后，流經(jīng)開(kāi)關(guān)的電流相對(duì)于小車(chē)開(kāi)關(guān)的插嘴與插頭的接觸點(diǎn)而言是成倍增加的，超出了其能承受的范圍，進(jìn)而引起發(fā)熱。

解決措施：1、通過(guò)正規(guī)渠道購(gòu)買(mǎi)符合安全質(zhì)量要求的電氣設(shè)備，條件允許時(shí)，可送至相關(guān)權(quán)威檢測(cè)部門(mén)進(jìn)行性能檢測(cè)；2、嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)安裝流程進(jìn)行設(shè)備安裝，同時(shí)，加強(qiáng)安裝后的復(fù)檢工作，確保設(shè)備安裝正確、合理。

3.2 連接不科學(xué)?？茖W(xué)的連接工藝是減少開(kāi)關(guān)柜發(fā)熱的有效途徑之一，一般情況下，在開(kāi)關(guān)引線時(shí)使用最多，以10kV電纜線與開(kāi)關(guān)柜連接為例，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，承受10kV電源輸送的電纜線應(yīng)采取線徑較粗的電纜線進(jìn)行連接，當(dāng)采用單根螺栓來(lái)進(jìn)行連接與固定，因受連接面積小的影響，電流的通量受到限制進(jìn)而引起接觸發(fā)熱。而在具體的螺栓緊固時(shí)，安裝人員未能清楚的認(rèn)識(shí)到螺栓擰得過(guò)緊接對(duì)觸面積的影響，尤其是采用材質(zhì)較軟的鋁質(zhì)母線進(jìn)行連接時(shí)，若擰得過(guò)緊，則會(huì)對(duì)鋁質(zhì)母線造成部分接觸面發(fā)生形變，接觸面積減小而使得電流阻力增大，影響使用效果。

解決措施：電纜線與開(kāi)關(guān)柜接觸板的連接應(yīng)采用多根螺栓進(jìn)行固定，同時(shí)，螺栓不宜擰得太緊，避免造成母線接觸面發(fā)生形變、面積減小、電流阻力增大而引起接觸發(fā)熱。

3.3 氧化引起接觸不良。由于開(kāi)關(guān)柜的動(dòng)靜接頭接觸不良、接觸電阻升高，因此，在開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行時(shí)，極易發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象，而造成開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸不良主要原因?yàn)榻佑|頭表面受到油污污染、覆蓋或高溫氧化作用。國(guó)內(nèi)有關(guān)單位曾做過(guò)“在逐漸增大電流負(fù)荷的情況下，溫度的升高對(duì)金屬接頭氧化影響”的實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)論是：隨著電流增加，溫度升高，接觸頭處的金屬表面氧化程度隨之增加，當(dāng)溫度大于80攝氏度時(shí)，接觸頭的金屬表面受溫過(guò)熱而發(fā)生膨脹，造成接觸面的表面發(fā)生細(xì)微位移，從而加速了金屬表面氧化作用，當(dāng)電流負(fù)荷減弱后，溫度逐漸恢復(fù)到起始溫度時(shí)，由于高溫作用而產(chǎn)生的氧化薄膜覆蓋了金屬接觸面，致使接觸不良的情況出現(xiàn)，而在實(shí)際的設(shè)備運(yùn)行中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)電流升高或降低的情況，如此反反復(fù)復(fù)的升高及降低循環(huán)會(huì)使接觸面的氧化程度逐漸惡化，當(dāng)進(jìn)行大電流負(fù)荷輸送時(shí)，必然會(huì)引起接觸頭的過(guò)熱，最終導(dǎo)致整個(gè)電力輸送處于不安全狀態(tài)。

解決措施：1、對(duì)于新接入的電氣設(shè)備及元件，應(yīng)對(duì)接觸面進(jìn)行輕微打磨，徹底消除表面覆蓋的絕緣漆、油污及氧化膜，安裝結(jié)束后，可采用具絕緣漆或具有防氧化作用的其他涂料對(duì)連接處進(jìn)行防氧化保護(hù)處理。

3.4 設(shè)備更新緩慢，元件老化嚴(yán)重。一般而言，安裝調(diào)試好的配電設(shè)備，若沒(méi)有非常特殊的情況，是不會(huì)輕易的進(jìn)行更換的，但隨著科技的進(jìn)步，許多新型設(shè)備、電力材料及高科技的推廣，許多供配網(wǎng)系統(tǒng)中的一些設(shè)備及元件經(jīng)長(zhǎng)期的負(fù)荷運(yùn)行，已經(jīng)逐漸老化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，但由于資金及實(shí)際運(yùn)行的條件限制，配網(wǎng)改造工程只能分階段進(jìn)行，因此，就會(huì)出現(xiàn)新老設(shè)備運(yùn)行配置不合理、磨合不良等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致接觸頭發(fā)熱，尤其是舊、老設(shè)備的接觸頭，出現(xiàn)發(fā)熱的情況非常普遍。

解決措施：在進(jìn)行更換設(shè)備時(shí)，為避免新舊設(shè)備配置、接觸不良，應(yīng)盡可能的采取“配套”的更換模式進(jìn)行更換，若無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，應(yīng)保證新舊設(shè)備連接處的接觸良好。

3.5 電力負(fù)荷異常變化。通常情況下，設(shè)備運(yùn)行的溫度變化受于電力負(fù)荷的影響，而正常、有規(guī)律的負(fù)荷變化所引起的設(shè)備溫度變化不會(huì)太大，理論上不會(huì)超過(guò)75攝氏度，因此，當(dāng)線路的負(fù)荷增大或出現(xiàn)線路短路時(shí)，電流的突然增大會(huì)引起接觸頭的溫度的急劇升高，使接觸頭的材質(zhì)性能發(fā)生變化，如機(jī)械強(qiáng)度降低、彈性老化及材質(zhì)變形，從而導(dǎo)致接觸不良，若不及時(shí)采取相應(yīng)措施妥善解決，將會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行。

解決措施：盡可能的確保電力負(fù)荷輸送的穩(wěn)定，最大限度的減少負(fù)荷變化的情況出現(xiàn)，當(dāng)確實(shí)需要對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)做好相應(yīng)的保護(hù)措施。

4、結(jié)語(yǔ)

綜合上述，當(dāng)電氣開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)發(fā)熱時(shí)，應(yīng)仔細(xì)分析其產(chǎn)生的原因，找到發(fā)熱根源并采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，在日常工作中，加強(qiáng)對(duì)各個(gè)電氣設(shè)備、元件接觸頭的巡檢工作，確保開(kāi)關(guān)柜正常運(yùn)行。

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