ZN28—10/3150型斷路器發熱原因及消除對策

陸少雄

摘 要：ZN28-10/3150型斷路器一般安裝在變電站主變低壓側是一種重要的電氣設備，它能否正常、健康運行，直接影響到電力系統的安全可靠運行；而由于主變低壓側的負荷電流大，斷路器過熱現象時有發生。因此，我們根據ZN28-10/3150型斷路器的結構原理進行技術分析，結合多年來的工作經驗，從多方面進行分析，如產品的質量、現場的安裝、檢修維護及運行的環境等，找出其發熱的主要原因，提出解決方法及制定相應的對策，確保電力系統的可靠、穩定運行。

關鍵詞：斷路器；發熱；原因；對策

隨著社會的不斷發展，用電的需求也不斷增加，電力系統的負荷增大使電氣設備發熱問題頻發，嚴重影響了電網的安全運行和供電可靠性。從2004至2013年東莞供電局共發生了18起主變低壓側ZN28-10/3150型斷路器發熱，其中因超負荷、設備老化造成的有8起，因檢修質量不良或產品設計不合理而造成的有9起，因超負荷、容量不足而造成發熱的為少數。因此，針對主變變低斷路器的發熱問題，結合作者的工作經驗，從各方面進行綜合的分析，找出原因，并提出相應的消除對策。

1 原因分析

1.1 運行環境的影響

對運行中的斷路器，由于停電困難或其他的原因，沒有進行定期的檢查維護，特別是在工業區或污染較為嚴重的地區，灰塵大，空氣中含有酸或鹽分，使斷路器的表面積塵，散熱下降，以及由于空氣中的酸和鹽使斷路器的接頭氧化，造成過流發熱。

1.2 設備老化影響

由于設備運行的時間較長，觸頭磨損或合閘彈簧老化等原因，使斷路器的壓縮行程偏少，不能達到應有標準，造成斷路器的動靜觸頭壓力不夠，接觸電阻增大，引起真空泡過熱。一般來說，真空斷路器的壓縮行程在3-5mm之間，2009年7月份我們對宏遠站#3主變變低503開關發熱進行檢修，當時的溫度在100℃左右，運行電流1800A，測試三相開關的回路電阻發現A、B相均已超標，后經測量其壓縮行程A相為2.9mm，B相為2.7mm，已不能達到標準要求，因此設備的老化也是真空斷路器發熱的重要原因之一。

1.3 檢修質量問題

1.3.1 對斷路器的接頭處理沒有量化的檢修標準。許多檢修人員，在處理斷路器的一次過流部分發熱時，往往是憑經驗、憑感覺，接觸面接觸得好與不好，只是看看接縫緊了沒有，彈簧墊平了沒有，把自己的經驗作為標準。對斷路器導電回路的接觸電阻是否符合要求，螺絲的緊固力矩是否足夠等方面，沒有科學的、量化的標準。

1.3.2 沒有規范的檢修工藝和程序，同是處理一臺斷路器的發熱處理，由于檢修人員不同，檢修的方法、檢修工藝、程序各不相同；一個人一種做法，對該項工作沒有規范化和標準化，無法保證檢修的質量。如在2007主山站503開關發熱處理中，經紅外線測溫其發熱點是在斷路器的上下部的鋁支架，其實，查看記錄，該臺開關已經在一年前曾經處理過。而我們現場檢查拆下其連接鋁排發現接觸面已經有了明顯的灼傷，其主要原因是接觸面涂刷的導電脂過多（部分檢修人員誤認為導電脂是起導電作用），且不均勻，在時間和溫度的作用下，導電脂硬化，在導電接觸面上產生一個較大的電阻。因此檢修工藝和程序是斷路器發熱的關鍵。

1.3.3 人員的責任心不強。對斷路器發熱的處理在工作前檢修人員沒有收集相關的資料，了解斷路器的運行情況，處理過程沒有認真分析，只停留在缺陷表面，人員的責任心較差，甚至出現干好干壞一個樣的思想，使檢修質量得不到保證。

1.4 工程的交接驗收制度不完善，驗收工作不到位

許多檢修人員對ZN28-10/3150型斷路器的驗收不甚了解，僅僅局限在檢查分合閘操作及外觀螺絲檢查，沒有一個系統的驗收項目和質量要求，沒有進行儀器檢測的量化標準這個概念，使檢修工作失去了有效的驗收監督。

1.5 產品的質量問題或設計上存在的問題

由于ZN28-10/3150型斷路器經常安裝在箱式柜里面，柜內通風條件較差，斷路器的過流搭接面的螺絲使用部分（部分廠家）不符合國標的要求，造成搭接面壓力不夠，及斷路器過多的銅鋁接觸面，引起斷路器過熱。在東莞供電局我們曾經處理了4臺ZN28-10/3150型斷路器由于一次的接線端子發熱的故障（其中一臺的溫度為150℃，運行電流為2300A），當時我們現場檢查發現斷路器的上導電支架與鋁（銅）排連接的螺絲是采用4.8級M12的螺絲，鋁排的規格為3×100×10，按照國標規定100×10的鋁排搭接面要求連接螺絲的緊固力矩為78.5-98.1N·m之間。而該種斷路器上觸座采用4.8級M12的螺絲其緊固的力矩（4.8級M12的螺絲其緊固的力矩為31.4-39.2N·m之間）遠遠不能達到運行的要求，造成接觸面的壓力不夠，接觸電阻增大。其次，部分廠家該種型號斷路器的靜支架與真空泡連接的不規范造成運行發熱。如在廈崗站#2主變502開關發熱檢修發現，該斷路器靜支架為六個M12加工孔，此種靜支架主要是用來配國產的真空泡（因為國產真空泡固定螺絲為六個），而現場502開關所配的是進口的西門子真空泡，其真空滅弧室的固定螺絲為一個；這樣當安裝上西門子真空滅弧室時，由于接觸面有六個M12的螺絲孔，導致真空泡與靜支架之間的接觸面減少，根據R=Lρ/S可知，接觸面越少電阻越大，因而使斷路器的過流能力大大下降。另外，由于斷路器的過流接觸面較多，現在大部分廠家對斷路器搭接面的螺絲的緊固力矩沒有量化的標準，因人而異，造成不同工人裝配的螺絲力矩各不相同，甚至達不到要求，引起斷路器的過流發熱。

通過對ZN28-10/3150型斷路器的產品的質量、現場的安裝、檢修維護及運行的環境等方面的分析，找出了斷路器的發熱主要原因。

2 制定對策

2.1 針對運行環境斷路器設備老化的情況，綜合斷路器運行狀況，對斷路器進行定期的檢查維護，如結合預試定檢對設備的進行清潔、檢查斷路器的開距及壓縮行程、回路電阻以及對斷路器的過流部分的連接螺絲用力矩扳手進行全面的檢查，為改善運行環境，有條件的可以在高壓室安裝空調，以確保斷路器能健康、安全運行。

2.2 由于斷路器的發熱是有一個漸進的過程，是一個惡性循環的過程，其發熱的溫度與電流的增大是非線性的，因此對斷路器的運行溫度進行在線監測（如在接頭加裝示溫片及進行紅外線測溫），使斷路器的發熱消除在萌芽狀態。

2.3 為解決檢修工人的檢修質量問題，制定真空斷路器發熱檢修標準和檢修程序，實行規范化檢修，使檢修工作緊緊圍繞滿足檢修標準而展開工作，防止返工和反復調試，加強檢修人員的責任心，為此制定真空斷路器發熱檢修程序圖。

2.4 加強該種斷路器的驗收工作，使驗收規范化、標準化。如制定真空斷路器的驗收標準和驗收項目表格，驗收過程根據驗收的項目表逐項進行驗收，對驗收的項目進行量化的標準，確保工程驗收質量。

2.5 對ZN28-10/3150型斷路器的產品質量及設計方面進行改進。對斷路器的動支架與鋁（銅）排的連接螺絲原是采用M12、4.8級螺絲，考慮到力矩不能達到過流要求，要求改用12.9級（或8.8級）、M12的螺絲，螺絲的力矩達到78.5-98.1N·m之間，必要時在其接觸面上加裝散熱器，確保其接觸面過流不發熱。其次，斷路器靜支架基礎安裝孔應與斷路器的真空滅弧室相匹配，不同廠家的真空滅弧室采用相應的靜支架，保證靜支架與真空滅弧室之間接觸面的完整性。另外，對斷路器所用過流連接螺絲的緊固力矩應有量化的標準，根據不同規格型號的螺絲其緊固力矩有不同的要求，采用量化的標準，可以避免不同檢修人員螺絲緊固力矩不統一，甚至達不到要求，從而實現檢修的規范化、標準化。

3 結束語

我國已有20多年的真空斷路器運行經驗，從國內真空斷路器運行情況來看，國產真空斷路器最大的問題是可靠性差，尤其是過流發熱方面，一般國產真空斷路器通過其80%左右的額定電流時發熱情況就比較突出，其原因有產品質量及設計、運行檢修維護、運行環境等的隨機性，故需在今后的工作實踐中繼續去研究、實驗、探索和總結，以使其在運行中的各種因素得到預防和完善，提高真空斷路器運行的可靠性。