電氣開關柜發熱問題分析

高鈺 宗營營

摘 要：開關柜的手車觸頭出現發熱問題會影響到電流傳輸，對電力基礎設施的使用安全也會造成影響。文章針對造成電氣開關柜發熱問題的常見原因進行探討，整理出有效的解決方案，加強設計方案審核以及基礎設施維護，能夠避免發熱問題出現。

關鍵詞：電氣開關柜；開關柜發熱；發熱問題防御

1 開關柜手車觸頭發熱的危害

該種類型的開關柜在日常使用中容易出現出頭松動的現象，接觸不良系統運行也會受到影響，在觸頭位置的溫度會逐漸升高，最終會超出40℃的安全標準，這種現象也受環境影響因素的影響。電氣開關柜溫度升高受環境因素影響也十分嚴重，熱量在開關處堆積并且散發速度慢，周邊環境溫度也有所升高，最終熱量堆積到達一定的程度后會引發發熱問題。手車式的開關在使用階段最容易出現接觸不良的現象，原因在于閉合的力度不確定，開關處如果長時間沒有清理，也會有大量的粉塵垃圾堆積，也會影響到開關的閉合，電力傳輸會因此而受到阻礙，最終出現觸頭溫度升高的現象。接觸不良產生的電弧會初盤管到絕緣層，絕緣層溫度升高，從而引發發熱問題出現，手車式的觸頭很容易發熱，如果不及時處理會造成嚴重的電擊事故。

2 電氣開關柜發熱的原因

2.1 系統規劃不合理

設計期間導通形式中存在不合理現象，并沒有對方案進行優化處理，而是繼續進行接下來的線路連接，使用期間開關柜的荷載會增大，超出承受范圍，最終引發嚴重的發熱故障問題，雖然在初期并不會影響到使用安全性，但如果溫度繼續升高并且得不到控制，必然會造成嚴重的安全事故。開關柜負責線路的導通控制，閉合后會有電流流經，導線與開關處流經電流出產生熱量，在正常荷載范圍內不會對使用安全性帶來影響，各線路設計不合理所造成的發熱則會威脅到運行安全性，也增大了電能的損耗。

2.2 開關柜及觸頭結構設計不合理

2.2.1 開關柜設計存在缺陷

開關柜自身設計形式不合理也是造成發熱現象的常見原因，所設計的結構形式并不利于系統散熱，或者是散熱速度比較慢，使用一段時間后，溫度升高對影響到電流的傳輸。突發現象造成的開關柜溫度升高是可以控制的，但如果因設計不合理，溫度升高是持續不斷的，很難解決。

2.2.2 開關觸頭設計存在缺陷

觸頭部分的設計要結合使用過程中的輸電量來進行，但在設計時并沒有充分考慮這一因素。開關觸頭的接觸面積不合理會導致電阻阻值過大，電流傳輸期間的損耗增大，導致開關柜的溫度升高。這種發熱現象可以通過局部調整來進行解決。

2.3 檢修維護制度不完善

開關柜檢修時間設定不合理，間隔時間過長，發熱問題初期出現可以通過技術手段來解決。但由于管理人員并沒有認識到這一重要性，僅僅是開展表面的維護工作，線路以及開關存在的問題得不到及時解決，最終造成開關柜內部零件損壞，發熱問題也更加嚴重。

2.4 設備的安裝工藝差

開關柜安裝施工人員專業技能不達標，存在違規操作現象，設備導通形式不合理，發熱問題也因此而出現。例如需要密封的接線端口細節處理不達標，開關使用期間也會出現嚴重的隱患問題，增大了短路或者線路損壞現象發生的幾率。變配電所內的開關設各在安裝調試過程中，由于各方面的原因，在設備在施工中使用安裝工藝不當，沒有嚴格按照相關設計和施工要求進行施工，造成開關柜內各元件間連接不規范，使得封閉式高壓柜小車的插嘴與插頭有偏差，形成一些間隙，開關推入后插頭部分可能會接觸不牢固，造成電流過流面積降低，引起觸頭發熱，影響開關柜的高效經濟運行。

2.5 環境溫度

環境溫度升高造成散熱不暢也是開關柜發熱的主要原因。為防止人體接觸高壓開關帶電部分，并防止小動物進入高壓柜，生產廠家一般都根據國家行業標準DL/T404-1997《戶內交流高壓開關柜訂貨技術條件》規定進行設計。當夏季氣溫在32-38℃時，如果設備通風不良，柜內熱量無法散出，就會導致觸頭嚴重發熱而損壞。

3 開關手車觸頭發熱的預防和綜合處理措施

3.1 加強系統規劃設計和設備選型

系統規劃設計時進行充分的負荷統計、負荷增長預測分析，容量滿足負荷增長需求。加強負荷監測，及時調整規劃，分離調整負荷。所選用的高壓開關設備除應滿足相關國家標準外，還應符合國家電網公司《交流高壓斷路器技術標準》，凡已明令停止生產、使用的各種型號的開關設備，一律不得選用。手車觸頭的選擇在定制10kV開關柜時，首先應根據工程實際運行外部條件和設計單位提供的開關柜接線圖，向廠家提出滿足工程需求的特殊功能和要求。為了給開關柜預留足夠的過流容量，通常在開關手車觸頭選擇過程中應選取高一等級的產品，以盡量減小開關設備在運行過程中的觸頭發熱量。

3.2 建立規范的驗收、運行維護和檢修制度

完善的驗收制度是開關柜高效經濟運行的有力保證。新裝和檢修后開關設備的交接驗收必須嚴格按照國家和電力行業有關標準要求進行，必須嚴格按照《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》、《電力設備預防性試驗規程》、產品技術條件及有關檢修工藝的要求進行試驗與檢查，不合格者不得投運。在交接試驗中，應嚴格按照有關標準和測量方法檢查接觸電阻。由于在投運后的開關母線側觸頭長期帶電，在交接試驗時應積極開展接觸電阻檢查和觸指壓力測試。加強運行維護。運行人員在日常工作中，應按照相關要求實時查看開關設備各元件的動作性能，通過觀察和嗅的方法查看觸頭接觸面有無變色或氧化現象。

3.3 開展標準化作業，規范檢修工藝流程

開展標準化作業，規范檢修工藝流程，嚴格按照檢修工藝的要求進行作業，有效提高檢修質量，保證設備以優良的性能投入運行。檢修人員進行停電檢修時，必須仔細檢查斷路器回路接觸情況。久未停電檢修的開關母線側觸頭應積極申請停電檢修，并開展觸頭接觸電阻檢查和觸指壓力測試。防止和減少因發熱引起惡性事故的發生。定期對高壓開關柜內設備進行預防性試驗，按照試驗步驟逐一進行驗證。對發現有異常的數據應該結合歷史數據進行分析研究，不能只靠一次數據就判斷故障類型，要全方位的進行分析。在試驗結束后，認真檢查試驗儀器和開關柜內連接點是否復原，防止人為失誤給開關設備帶來巨大的安全隱患。

結束語

開關柜發熱是當今電力系統運行的一大難題，時刻威脅著企業的正常生產。從上述分析我們可以看出，開關柜發熱問題涉及變配電設計、運行方式、開關柜本體的生產制造，運行維護等各個方面，根據“木桶效應”，各個方面都需要做到最好，才能保證開關柜發熱問題的最終解決。■

參考文獻

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