10kV配電網開關柜異常發熱原因分析及對策

賀欣榮

（珠海匯達豐電力發展（集團）有限公司，廣東 珠海519000）

0 引言

作為10kV配電網中極為重要的高壓開關設備，10kV高壓開關柜的可靠運行對于10kV配電網的安全、可靠和經濟供電具有重要意義。但在10kV高壓開關柜日常運行與檢修過程中可以發現，開關柜內部的觸頭是易發生故障的薄弱環節，在長期運行中觸頭會出現松動而導致接觸不良、斷路器操縱機構性能老化，而惡劣的運行環境會致使觸頭接觸面結垢從而引起觸頭部位發熱異常，造成高壓開關柜內部異常溫升，進而對高壓開關柜的運行造成影響，嚴重時甚至會導致開關設備發生燒毀、變形等故障，若處理不及時，將導致事故范圍擴大，有引起10kV配電網大面積停電事故的風險。因此，10kV高壓開關柜的異常發熱問題不僅會嚴重影響到10kV配電網的安全、可靠供電，同時還會大大增加電力企業的運營成本，降低企業的經濟效益，因此亟需對其成因展開研究，尋找到有效的預防及處理措施。

1 10kV高壓開關柜異常發熱原因分析

1.1 開關柜開關器件設計及運行故障問題

在進行10kV高壓開關柜設計時，需要對開關柜使用條件進行充分的計算與校驗，否則會造成所選用的開關器件容量與實際所需容量不符合，一旦該開關柜投入運行，觸頭部位必然會出現異常發熱，造成開關柜內部異常溫升。此外，在10kV開關柜運行中若開關動靜觸頭間沒有完全接觸，兩者間存在一個空隙，在大電流運行條件下就會發生局部放電現象，導致溫度急劇升高，造成開關器件損壞，并影響到開關柜的正常運行。

1.2 開關柜施工安裝過程中的工程質量問題

10kV高壓開關柜的施工安裝必須嚴格按照安裝說明以及相應的技術標準進行，若施工安裝過程中存在問題，必然會影響到開關柜日后的正常運行。以某型號10kV高壓開關柜為例，在安裝該型號高壓開關柜過程中，施工人員未能正確安裝開關柜內部的固定式插頭和小車式開關插嘴，造成兩者之間存在“虛接”現象，這種不可靠的接觸是導致開關柜運行中異常溫升的重要原因。因此，在10kV高壓開關柜施工安裝過程中必須要有專業的施工人員來進行監督，在施工完成后還要對其進行測試檢驗，務必要保證施工安裝完全符合驗收標準方可予以通過，以確保10kV高壓開關柜施工安裝的工程質量。此外，對于開關柜內部的母線，要在加工、連接與安裝過程中避免其表面出現不平整和毛刺，同時還要用專用的電力脂進行處理，以降低母線的接觸電阻，杜絕異常發熱問題［1］。

1.3 開關柜運行檢修和維護問題

為了保證10kV高壓開關柜的安全可靠運行，必須要對其進行定期的檢修和維護。而在檢修和維護過程中，運維人員需要拆開開關柜的開關連接點進行檢修維護和調試，檢修完畢后還要根據操作條款對其進行恢復。但在此過程中，不能排除有部分運維人員或現場監督人員缺乏足夠的責任心，恢復時出現開關連接點螺栓漏裝或少裝等情況。這樣開關柜在大電流條件下運行時，由于觸頭之間接觸不良，會導致異常發熱和溫升。特別是當10kV配電網中有大負荷設備投切時，會帶來一個很大的沖擊電流，加上開關柜內部的觸頭之間接觸不好，就會造成觸頭發熱并氧化，長期運行極易導致設備溫度急劇升高乃至燒毀，安全風險極大。

1.4 開關柜技術升級和更新換代速度緩慢

長期以來重視主網建設而輕視配電網建設的思路導致目前仍有大量陳舊落后的10kV高壓開關柜處于投運狀態。這固然降低了10kV配電網的營運成本，但付出的代價卻是10kV配電網運行的可靠性大大降低，使得10kV配電網發生故障和事故的概率大為增加。這些仍在運行中的陳舊落后的高壓開關柜，其內部的開關設備已經越來越難以滿足當前10kV配電網負荷不斷增長的需要，在流過大電流時其發熱現象極為嚴重，直接導致了高壓開關柜的異常溫升［2］。

2 10kV高壓開關柜異常發熱的對策

2.1 重視10kV高壓開關柜的預防性試驗工作

要重視10kV高壓開關柜及其內部開關設備的預防性試驗工作，通過預防性試驗可以可靠判斷高壓開關柜的實際運行情況。在進行預防性試驗時要嚴格遵循相應的規程規范，如果試驗中得到的數據有異常，則要進行科學合理的分析，并結合以往歷次預防性試驗數據進行對比，從而得出具有說服力的結論。值得注意的是，結論的得出不能僅僅依靠所得到的一組數據，必須綜合多次數據來對高壓開關柜所存在的隱患進行判斷和確定。在完成預防性試驗后，必須及時完成高壓開關柜的復原工作，復原過程中要特別注意開關柜內部各接觸點和接觸面的接觸一定要良好，避免出現接觸不良所導致的異常發熱問題［3］。

2.2 重視10kV高壓開關柜的日常檢修和維護工作

10kV高壓開關柜運行效率的提高和故障率的降低離不開日常檢修和維護工作。在實際檢修和維護工作中，要特別注意對開關柜內部開關設備觸頭的檢修和維護，要做到定期查看。首先要保證其結構穩定，沒有松動或脫落；其次要查看觸頭的外觀是否有氧化變色痕跡，同時還要檢查觸頭以及觸頭片表面的光滑程度。在完成上述檢查工作后，需在觸頭上涂抹一層電力行業專用的導電膏，以有效減小觸頭間的電阻值，增加開關柜內部開關設備的導電性能，保證高壓開關柜及其內部開關器件的工作效率和使用壽命。

2.3 加快10kV高壓開關柜的新技術研發和更新換代

隨著電力行業新技術的不斷開發和新產品的不斷推廣應用，各種重要的電力設備都呈現出越來越快的更新換代速度，對于10kV高壓開關柜而言，也必須緊跟潮流，加快新技術的研發和更新換代。具體而言，就是要在10kV高壓開關柜中大力應用目前已經得到長足發展和進步的自動控制技術和新型低電阻率材料等。此外，電力企業的10kV配電網運行管理部門要轉換觀念，重視起對陳舊落后10kV高壓開關柜的更新換代工作，要意識到只有新型可靠的電力設備，才能更好地保證10kV配電網的安全、可靠運行，同時還能為企業帶來良好的經濟效益和社會效益，是電力系統長期安全運行的保障［4］。

2.4 推廣應用10kV高壓開關柜溫度在線監測技術

要在10kV高壓開關柜中推廣應用溫度在線監測技術，雖然該技術近年來才開始發展，但其基礎卻是目前已經發展較為成熟的計算機技術、檢測技術和自動控制技術。而且實踐研究表明，溫度在線監測技術在10kV高壓開關柜中應用具有良好的效果，因此值得對其進行更深層次的開發，并在合適的時間開展大范圍的推廣應用工作。通過對高壓開關柜內部開關接頭、觸頭、母排、連接導線以及相關附件等關鍵設備的溫度進行在線監測，可以使運行人員實時掌控10kV高壓開關柜的運行情況，從而第一時間對開關柜的異常溫升作出及時反應，避免故障擴大，造成更為嚴重的事故。

3 結語

作為10kV配電網中極為重要的開關設備，10kV高壓開關柜運行的安全可靠將直接影響到10kV配電網的安全、可靠和經濟運行。因此，在10kV配電網運行過程中，需要通過重視預防性試驗工作，加強日常檢修維護工作，加快新技術研發和更新換代，推廣應用溫度在線監測技術等措施，來有效減少和避免10kV高壓開關柜的異常發熱故障和事故的發生，確保10kV配電網的安全、可靠和經濟運行。

［1］王永軍.10kV配電開關柜常見溫升故障及預防處理措施分析［J］.電源技術應用，2013（6）

［2］付曉宇.高壓開關柜實際溫升超標的原因與解決［J］.電子制作，2013（20）

［3］陳康.高壓開關柜的實際溫升及發熱解決措施［J］.機電信息，2010（30）

［4］劉軍.高壓大電流開關柜的散熱問題及解決方案［J］.中國電業：技術版，2013（3）