變電站開關(guān)柜觸頭溫升故障原因分析及處理

郭慶和

摘 要：對抽屜式開關(guān)柜觸頭發(fā)熱的危害進(jìn)行簡單闡述后，對開關(guān)柜觸頭發(fā)熱的常見原因進(jìn)行了歸納總結(jié)。最后，結(jié)合自我多年工作經(jīng)驗(yàn)，對提高變電站抽屜式開關(guān)柜電氣和機(jī)械性能的異常溫升處理措施進(jìn)行了簡單探討。

關(guān)鍵詞：變電站 開關(guān)柜 觸頭溫升 發(fā)熱

中圖分類號：TM95 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0080-01

供配電系統(tǒng)的安全可靠調(diào)度運(yùn)行，對國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和用戶的穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)用電起著非常重要的保障作用。供配電企業(yè)工作人員必須采取各種技術(shù)措施，提高電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性。開關(guān)柜是變電站系統(tǒng)中重要的電能資源分配調(diào)度載體，尤其KYN28A-12、GCS、MNS等抽屜式開關(guān)柜在變電站中的成果應(yīng)用，一方面大大提高了操作便捷性和檢修的方便性，但同時由于開關(guān)柜的動靜觸頭日常動作過程中，受到復(fù)雜的熱磁環(huán)境影響，可能出現(xiàn)觸頭松動接觸不良、開關(guān)彈簧性能老化降低、檢修維護(hù)措施不到位導(dǎo)致灰塵進(jìn)入形成導(dǎo)電閃絡(luò)間隙等，引起開關(guān)觸頭溫度不斷上升，運(yùn)行環(huán)境惡化，由缺陷逐漸惡化演變成故障或事故，嚴(yán)重影響到變電站供電的安全可靠性。因此，對變電站開關(guān)柜實(shí)際溫升及發(fā)熱的原因進(jìn)行分析，并有針對性的形成對應(yīng)預(yù)防和處理措施，確保開關(guān)柜安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，對提高企業(yè)供電可靠性和用電安全用電方面具有非常重要的工程實(shí)踐應(yīng)用研究意義。

1 變電站抽屜式開關(guān)柜觸頭發(fā)熱的危害

變電站抽屜式開關(guān)柜是在常規(guī)GGD型規(guī)定式開關(guān)柜的基礎(chǔ)上，通過開關(guān)觸頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)而獲得的優(yōu)良產(chǎn)品，在變電站中作為聯(lián)絡(luò)供配電系統(tǒng)與電力用戶間的直接樞紐，是電能轉(zhuǎn)換和分配的核心電氣控制開關(guān)，其內(nèi)部開關(guān)元件是否具有較高的質(zhì)量水平和能否安全可靠運(yùn)行是電能轉(zhuǎn)換分配的重要保障。在變電站檢修維護(hù)過程中，主要通過溫升試驗(yàn)以校核開關(guān)柜內(nèi)部相關(guān)開關(guān)設(shè)備的電氣和機(jī)械性能。抽屜式開關(guān)柜的動觸頭屬于可動接觸部分，其最大允許溫升不應(yīng)超過40 ℃。當(dāng)超過40 ℃以上，則會導(dǎo)致開關(guān)柜進(jìn)入發(fā)熱死循環(huán)，嚴(yán)重降低了開關(guān)柜整體的電氣和機(jī)械性能。

1.1 發(fā)熱損害開關(guān)設(shè)備

變電站開關(guān)柜觸頭發(fā)熱溫升故障并不是一個瞬時故障，而是一個發(fā)熱→老化→進(jìn)一步發(fā)熱→進(jìn)一步老化的惡性循環(huán)。觸頭表面的溫度不斷上升，當(dāng)表面溫度超過開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備絕緣套管或電流（電壓）互感器的額定耐熱水平時，則會引起絕緣套管或互感器的絕緣發(fā)生損害，甚至可能出現(xiàn)互感器爆裂等事故發(fā)生。

1.2 觸頭發(fā)熱故障處理時間較長

觸頭發(fā)熱故障會影響這個開關(guān)設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性，當(dāng)發(fā)生斷路器開光或大面積附屬設(shè)備燒損事故后，通常需要返廠進(jìn)行全面更換處理。在返廠維修過程中，所需時間較長，進(jìn)而大大加長了開關(guān)設(shè)備的故障處理時間，嚴(yán)重影響到變電站供電的安全可靠性。

1.3 給供用電企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失

變電站抽屜式開關(guān)柜由于溫升故障或事故，就會引起停電事故，一方面會影響供電企業(yè)的正常供電和供電服務(wù)水平；另一方面，會影響到用電企業(yè)的正常用電，尤其對于一些精密加工或生產(chǎn)企業(yè)，電能的突然中斷會嚴(yán)重影響到正常生產(chǎn)，出現(xiàn)次品、殘品等，給供電企業(yè)和用電企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 變電站抽屜式開關(guān)柜觸頭發(fā)熱的常見原因

2.1 開關(guān)容量設(shè)計(jì)與日常運(yùn)行不匹配

在開關(guān)柜優(yōu)化選型設(shè)計(jì)過程中，由于沒有充分考慮供配電系統(tǒng)的負(fù)荷特性和能量的供需平衡，造成所選擇的開關(guān)設(shè)備與實(shí)際運(yùn)行間存在不匹配特性，一些開關(guān)設(shè)備容量富裕太多造成大量浪費(fèi)；而一些開關(guān)設(shè)備其容量與實(shí)際供電容量不匹配，導(dǎo)致其在運(yùn)行過程中在強(qiáng)大的熱電流的作用下，觸頭溫升不斷加強(qiáng)，局部出現(xiàn)嚴(yán)重的溫升問題。

2.2 安裝調(diào)試質(zhì)量存在隱患

由于一些原因，一些開關(guān)設(shè)備在安裝調(diào)試過程中沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)或相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量控制，導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備存在安裝質(zhì)量隱患，造成開關(guān)柜內(nèi)一些電氣元件間的聯(lián)接性能較差，形成一些導(dǎo)電間隙等，在后期運(yùn)行過程中，隱患不斷演變成故障或事故，溫升效應(yīng)不斷加強(qiáng)，嚴(yán)重影響到開關(guān)柜的安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.3 檢修維護(hù)措施不到位或誤操作

變電站日常檢修維護(hù)措施不到位，導(dǎo)致一些開關(guān)緊固件在檢修后回裝過程中出現(xiàn)少裝、漏裝等問題；另外，日常運(yùn)行維護(hù)不到位，大量灰塵或一些雜質(zhì)進(jìn)入到開關(guān)柜內(nèi)部，在觸頭表面形成了一層污染面，嚴(yán)重影響到觸頭開關(guān)的導(dǎo)電性能和散熱性能，使得觸頭表面不斷發(fā)熱老化和熱量大量聚積，直接影響到開關(guān)柜的動作性能，嚴(yán)重時還會發(fā)生設(shè)備燒損和大面積停電事故發(fā)生。

3 變電站抽屜式開關(guān)柜觸頭發(fā)熱處理措施

3.1 加強(qiáng)變電站抽屜式開關(guān)柜日常檢修維護(hù)力度

在日常維護(hù)過程中，要加強(qiáng)對開關(guān)設(shè)備衛(wèi)生的管理，通過改善運(yùn)行環(huán)境提高開關(guān)設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。要加強(qiáng)日常巡檢力度，要從開關(guān)柜的可視門處查看開關(guān)設(shè)備的動、靜觸頭的動作性能。要觀察開關(guān)設(shè)備外表是否存在變色、觸頭結(jié)構(gòu)變形等問題。在開關(guān)設(shè)備檢修維護(hù)完成后，應(yīng)認(rèn)真清點(diǎn)開關(guān)設(shè)備附件是否回裝完全，要在開關(guān)動、靜觸頭部位涂抹合適的導(dǎo)電膏，以增加開關(guān)柜內(nèi)部觸頭的導(dǎo)電性能。定期按照規(guī)范或運(yùn)行規(guī)程要求，對開關(guān)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，及時發(fā)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備內(nèi)部可能存在的安全隱患，并及時進(jìn)行隱患處理，避免其演變成故障或事故，確保開關(guān)設(shè)備具有良好的動作性能。

3.2 合理采用全密封式接線座

對于一些運(yùn)行環(huán)境較復(fù)雜、環(huán)境質(zhì)量較差的場所，外部灰塵或雜物容易通過開關(guān)接線座進(jìn)入到開關(guān)設(shè)備內(nèi)如，進(jìn)而在觸頭表面形成一定隔離污染層，導(dǎo)致觸頭接觸不良引起溫升問題。在開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，可以采用全密封式結(jié)構(gòu)的開關(guān)接線座，這樣可以有效防止灰塵、雜物等通過接線座進(jìn)入到開關(guān)柜內(nèi)部，進(jìn)而為開關(guān)柜營造一個良好的工作環(huán)境，確保其安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 在開關(guān)柜內(nèi)部電氣連接點(diǎn)處裝設(shè)在線溫升監(jiān)測裝置

在開關(guān)柜內(nèi)部裝置在線溫升監(jiān)測裝置，對隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、斷路器等開關(guān)設(shè)備的溫度、機(jī)械特性、局部放電、電流、電壓等特征參數(shù)進(jìn)行在線采集、分析，便于變電站運(yùn)行人員及時了解開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行工況狀態(tài)。當(dāng)出頭實(shí)際溫度大于系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的限值時，這監(jiān)測裝置可以通過聲、光等形式，提示運(yùn)行人員及時對相關(guān)部件運(yùn)行工況進(jìn)行現(xiàn)地查看和試驗(yàn)，及時排除可能存在的安全隱患，避免隱患進(jìn)一步擴(kuò)大成故障或事故。

4 結(jié)語

變電站開關(guān)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是供配電系統(tǒng)中電能資源可靠有效分配調(diào)度的重要保障。通過合理的日常檢修維護(hù)手段、預(yù)防性試驗(yàn)、配置在線溫升監(jiān)測系統(tǒng)等，可以大大提高開關(guān)柜動作的可靠性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，確保供用電企業(yè)供電和用電具有較高的安全可靠性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1] 邢錫恩，崔慶宇.小車式開關(guān)拒內(nèi)接頭過熱故障與預(yù)防[J].安全，2009（6）：15-17.