【摘 要】中置式高壓開關(guān)柜因結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，具有完善的防誤操作功能及開關(guān)設(shè)備互換性好等優(yōu)點，取代了老式的敞開式開關(guān)柜，并已在全國電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。近幾年隨著負荷的增加，中置式開關(guān)柜多次出現(xiàn)發(fā)熱故障，通過分析發(fā)熱原因，并提出了相應(yīng)的預防措施。

【關(guān)鍵詞】中置式高壓開關(guān)柜;發(fā)熱;預防

一、引言

中置式高壓開關(guān)柜在10kV電力系統(tǒng)中占有率達80%以上，隨著使用數(shù)量的增多及使用年限的延長，中置式高壓開關(guān)柜存在的設(shè)計、制造、安裝工藝等方面的問題逐漸暴露出來，尤其是載流量較大的柜體多次出現(xiàn)了發(fā)熱故障，嚴重影響著設(shè)備及電網(wǎng)的運行安全。

中置式高壓開關(guān)柜柜體由四個單獨的隔室組成，手車室、主母線室、電纜室、繼電器儀表室，柜體外殼防護等級為IP42，各小室間防護等級IP2X。中置式高壓開關(guān)柜中有發(fā)熱隱患的隔室主要有，主母線室、電纜室、手車室，其中主母線室與電纜室中可能的發(fā)熱原因主要由于導體固定連接處的安裝、施工工藝不規(guī)范引起，由此而出現(xiàn)的發(fā)熱處理、預防也較為簡單。手車室內(nèi)導體的連接部位多為可動連接方式即通過手車開關(guān)的搖進、搖出實現(xiàn)手車開關(guān)一次觸頭與手車室內(nèi)靜觸頭的合、分，因此造成發(fā)熱的影響因素較多，出現(xiàn)的發(fā)熱故障類型也較多，下面結(jié)合現(xiàn)場實際逐一分析造成發(fā)熱的原因及改進建議。

二、影響的發(fā)熱因素分析

中置式高壓開關(guān)柜發(fā)熱位置主要集中于手車開關(guān)動觸頭與手車室內(nèi)靜觸頭的結(jié)合部位，為此從以下幾個方面逐一進行分析并預防。

1、動、靜觸頭同心度不一致引起的發(fā)熱

中置式高壓開關(guān)柜手車室的后面板固定有母線側(cè)靜觸頭及饋線側(cè)靜觸頭，當其與手車開關(guān)的上下動觸頭因柜體設(shè)計加工出現(xiàn)偏差或零部件裝配精度不高，就會出現(xiàn)動、靜觸頭的同心度不一致，造成觸頭各部位的接觸壓力不均衡，彈簧受力不均勻，個別部位由于接觸壓力過小，接觸電阻偏大，大電流運行時就易引起發(fā)熱，導致動觸頭彈簧過熱變形，進一步降低接觸壓力，彈簧長期因受力不均、過熱、金屬疲勞積累惡性循環(huán)，最終導致故障的發(fā)生。如某變電站的母聯(lián)開關(guān)因動、靜觸頭同心度不一致造成手車開關(guān)上的捆綁式動觸頭發(fā)生變形，由正常的圓形變成了橢圓形如圖1所示，經(jīng)過原因查找，發(fā)現(xiàn)由于靜觸頭安裝螺栓直徑遠小于靜觸頭安裝孔直徑，緊固過程中靜觸頭安裝位置下移如圖2所示，這樣動、靜觸頭同心度出現(xiàn)偏差，致使手車開關(guān)搖到工作位置時因動、靜觸頭不同心將捆綁式動觸頭擠壓變形。

2、動、靜觸頭接觸深度不夠引起的發(fā)熱

中置式手車開關(guān)柜設(shè)計要求，手車開關(guān)搖入工作位置后手車開關(guān)觸臂上的捆綁式動觸頭與手車室內(nèi)的靜觸頭接觸深度應(yīng)該為15mm～25mm，但由于柜體的全封閉性當手車開關(guān)搖入工作位置后動、靜觸頭的接觸情況用肉眼是無法直接觀察到的，為此只能采取間接測試方法進行粗測或通過觀察接觸痕跡進行簡單判斷，這就會經(jīng)常造成動、靜觸頭接觸壓力不足，觸頭間放電，燒傷觸頭引起發(fā)熱。如在今年檢修中發(fā)現(xiàn)某變電站的10kV主變手車開關(guān)動觸頭（如圖3）與靜觸頭（如圖4）因接觸深度不夠引起動靜觸頭間發(fā)熱燒損觸頭。通過圖4的燒傷位置可看出動、靜觸頭的接觸位置在靜觸頭的坡面上遠沒有達到規(guī)定的15mm～25mm接觸深度。造成此問題原因是：（1）手車開關(guān)與柜體的生產(chǎn)廠家不同，產(chǎn)品的生產(chǎn)精度出現(xiàn)偏差：（2）動、靜頭間的接觸深度因缺少有效的檢測手段，造成安裝精度不夠;（3）調(diào)整手段單一，只能通過增加靜觸頭底座的厚度來提高動、靜觸頭的接觸深度。

3、動、靜觸頭匹配性差引起的發(fā)熱

某變電站在檢修中發(fā)現(xiàn)主變饋線柜靜觸頭出現(xiàn)燒傷痕跡，手車開關(guān)的額定電流為1600A，遠大于實際運行600A左右的負荷電流，為此排除了因負荷原因造成的靜觸頭燒傷，在隨后的檢查中發(fā)現(xiàn)靜觸頭的外徑近似為78mm，手車開關(guān)上的捆綁式觸頭內(nèi)徑為78mm，這樣動靜觸頭接觸后，觸頭壓力顯然不符合設(shè)計要求，造成觸頭燒傷也是必然的。

為什么會出現(xiàn)這種情況？調(diào)查中發(fā)現(xiàn)柜體的生產(chǎn)廠家與手車開關(guān)的生產(chǎn)廠家一般不是同一生產(chǎn)廠家，柜體上所用的靜觸頭是柜體生產(chǎn)廠家根據(jù)手車開關(guān)額定容量單獨采購的，由于動、靜觸頭的配合直徑也就3mm左右，這樣在不同生產(chǎn)廠家加工誤差的存在下，柜體手車室內(nèi)的靜觸頭與手車開關(guān)觸臂上的動觸頭極有可出現(xiàn)不匹配或配合偏差超出規(guī)定范圍情況。

三、預防措施

（1）設(shè)備采購時，要求廠家提高柜體的加工精度及裝配工藝，消除手車室與手車開關(guān)在寬度和高度上存在的誤差，增加定位釘設(shè)計，保證動、靜觸頭完美匹配。

（2）零配件應(yīng)采用標準件，將匹配誤差有效控制在規(guī)定范圍內(nèi)。改進安裝工藝，提高銅排制作精度，使各段母排自然吻合，避免銅排強行矯正，應(yīng)力較大，接觸不可靠，造成發(fā)熱。由于銅排與靜觸頭均利用澆注于觸頭盒內(nèi)的螺孔進行固定，銅排強行矯正會導致觸頭盒內(nèi)固定螺孔產(chǎn)生橫向應(yīng)力，應(yīng)力過大會導致觸頭盒產(chǎn)生裂紋，損壞絕緣件，同時引起靜觸頭變位，導致動、靜觸頭同心度偏差，長期運行狀態(tài)下，易引起發(fā)熱，手車開關(guān)觸臂受損等情況，最終導致開關(guān)柜故障。

（3）有條件的情況下建議開展大電流回路電阻測試（如圖5），這樣無論是因動、靜觸頭不同心、觸頭接觸深度不夠及動、靜觸頭不匹配等因素造成的發(fā)熱均可通過回路電阻的變化提前發(fā)現(xiàn)，讓數(shù)據(jù)來說話。證明問題所在。

四、結(jié)束語

中置式高壓開關(guān)柜的發(fā)熱問題大多是由柜體的設(shè)計、零部件采購及安裝工藝造成的，為此作為設(shè)備的使用方應(yīng)加大設(shè)備的檢驗水平，通過不同功能的儀器、檢測工具或根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)特點自制工器具來全面的檢測設(shè)備的各項參數(shù)性能，避免設(shè)備帶缺陷運行給后續(xù)的日常維護帶來困難。

【參考文獻】

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【2】《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范合編》【M】（中國計劃出版社）

【3】《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）及編制說明》 【M】（中國電力出版社）

作者簡介：胡金海（1991—），男，高級技師，從事油田電網(wǎng)變電站的日常維護工作。