如皋市供電公司 丁雪峰

高壓開關(guān)柜導(dǎo)電全回路電阻定量參考范圍的研究

如皋市供電公司 丁雪峰

高壓開關(guān)柜的導(dǎo)電全回路電阻是開關(guān)設(shè)備的重要技術(shù)參數(shù)，也是其運(yùn)行性能的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，全回路電阻的大小不僅關(guān)系到其本身所產(chǎn)生的能耗問(wèn)題，更重要的是會(huì)影響開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行可靠性，實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：全回路電阻的大小對(duì)運(yùn)行性能的影響是不可忽視的。

高壓開關(guān)柜；導(dǎo)電全回路電阻；定量

1.引言

近10年來(lái)，高壓金屬封閉式開關(guān)柜由于其全封閉所帶來(lái)的安全性和可靠性優(yōu)點(diǎn)，使其在電力系統(tǒng)和工礦企業(yè)中的用量越來(lái)越大。多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：高壓金屬封閉式開關(guān)柜在具有很多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也有其難以克服的缺陷，由于它采用金屬外殼對(duì)其進(jìn)行全封閉式的設(shè)計(jì)。因此，其內(nèi)部導(dǎo)電回路所產(chǎn)生的熱量與開關(guān)柜內(nèi)部的空氣對(duì)流換熱升溫后無(wú)法跟外界的空氣對(duì)流換熱，同時(shí)由于其封閉性，運(yùn)行常規(guī)紅外測(cè)溫?zé)o法監(jiān)測(cè)。可見(jiàn)，金屬封閉式高壓開關(guān)柜的內(nèi)部溫升問(wèn)題將成為其運(yùn)行可靠性的瓶頸。

2.典型故障

圖1和圖2就是典型的因?yàn)榛芈冯娮栎^大導(dǎo)致局部溫度升高，因溫度過(guò)高會(huì)對(duì)絕緣件產(chǎn)生絕緣老化作用，最終絕緣失效而引發(fā)對(duì)地短路故障。

圖1 全回路電阻超標(biāo)導(dǎo)致整體溫度升高，熱老化迫使絕緣失效

圖2 電纜接頭局部溫度急劇升高導(dǎo)致絕緣故障

3.該研究主要理論支撐

開關(guān)電器中的主要熱源來(lái)自三個(gè)方面：

（1）電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的電阻損耗，從廣泛意義上說(shuō)，電阻可以是導(dǎo)體的金屬電阻，可以是導(dǎo)體連接處的接觸電阻；（2）交流電器鐵磁體內(nèi)產(chǎn)生的渦流、磁滯損耗；（3）交流電器絕緣體內(nèi)產(chǎn)生的介質(zhì)損耗。

通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)大量常規(guī)使用的兩種規(guī)格，即1250A和3150A的高壓金屬封閉開關(guān)柜的溫升性能在不同情況下進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)不同情況下所測(cè)得的溫升數(shù)據(jù)來(lái)觀測(cè)到回路電阻對(duì)其性能的影響。

試驗(yàn)樣本的設(shè)置：

（1）1250A電流等級(jí)：是電力系統(tǒng)目前應(yīng)用量最大的樣本，對(duì)這一樣本的試驗(yàn)研究具有廣泛、普遍的代表意義。

（2）3150A電流等級(jí)：是電流等級(jí)較高的樣本，主要用于主變和母線分段等回路，測(cè)試全回路電阻的變化或者模擬連接故障對(duì)其溫升性能的影響具有對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和檢修以及新品驗(yàn)收工作具有理論指導(dǎo)意義。

（3）對(duì)樣本測(cè)試過(guò)程中，人為地設(shè)置了一些機(jī)械連接故障來(lái)模擬檢修或者新產(chǎn)品安裝過(guò)程中可能出線的故障隱患：A.對(duì)斷路器的B相動(dòng)觸頭連接緊固力矩人為降低為20N.M；b.對(duì)高壓開關(guān)柜的C相支排與主排搭接緊固力矩人為力降低為10N.M。

4.測(cè)試過(guò)程

本項(xiàng)目從2015年7月開始到2015年12月，通過(guò)對(duì)兩種電力系統(tǒng)內(nèi)部大量使用的兩種規(guī)格的高壓開關(guān)柜的全回路電阻和所對(duì)應(yīng)的溫升性能進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和歸類。其中1250A電流等級(jí)的高壓開關(guān)柜進(jìn)行了7次測(cè)試，3150A電流等級(jí)的高壓開關(guān)柜共進(jìn)行了6次測(cè)試。

5.測(cè)試結(jié)果的技術(shù)分析

通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的總結(jié)和歸納可以得出以下關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和數(shù)據(jù)：

6.該研究帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)

（1）經(jīng)濟(jì)效益。為檢修人員提供可參考的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)從而有效控制高壓開關(guān)柜的導(dǎo)電全回路電阻的大小，可以直接避免因電阻大、溫升高而導(dǎo)致絕緣失效所產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)損失和意外停電，可以減少用電用戶因停電產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失。

（2）社會(huì)效益。供電可靠性是用電客戶對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行部門的最高要求，也是最基本的需求。同時(shí)供電安全性對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部檢修人員是最重要的安全保證。合理的對(duì)高壓開關(guān)柜的全回路電阻進(jìn)行定量，可以有效降低因其過(guò)高而帶來(lái)溫升過(guò)高，最終導(dǎo)致絕緣失效的風(fēng)險(xiǎn)。從而可以有效降低計(jì)劃外停電的概率，為用戶提供更高的供電可靠性，給客戶間接帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)利益，從而為電力系統(tǒng)運(yùn)行提高社會(huì)公信力和認(rèn)可度。

7.總結(jié)及展望

高壓開關(guān)柜的導(dǎo)電全回路電阻是影響其溫升性能的關(guān)鍵參數(shù)之一，從測(cè)試數(shù)據(jù)看尤其大容量的開關(guān)柜的溫升性能的好壞與全回路電阻沒(méi)有完全的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，原因是溫升還會(huì)受到：交流電器鐵磁體內(nèi)產(chǎn)生的渦流、磁滯損耗以及交流電器絕緣體內(nèi)產(chǎn)生的介質(zhì)損耗的影響，同時(shí)也跟高壓開關(guān)柜的通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)有關(guān)。但是對(duì)同一廠家、同一規(guī)格的高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)的監(jiān)造、驗(yàn)收和檢修后的驗(yàn)收具有絕對(duì)指導(dǎo)意義。還需努力的方向：

（1）不同開關(guān)柜廠家設(shè)計(jì)的高壓開關(guān)柜導(dǎo)電全回路電阻的定量參考范圍還需采用不同廠家的通風(fēng)、散熱設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的研究。

（2）為了科學(xué)、實(shí)用的定義高壓開關(guān)柜導(dǎo)電全回路電阻定量參考范圍還需對(duì)大量不同廠家設(shè)計(jì)的樣本進(jìn)行測(cè)試。

［1］江蘇省電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程［S］.江蘇省電力公司，2001.

［2］陳化鋼.電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法［M］.北京：水利電力出版社，1999.