開關柜產品并柜溫升狀況和試驗裝置的研究

趙鵬飛 喬春麗 李鐵 惠永峰 唐小蘭

摘 要：針對目前開關柜產品在電網帶電運行的溫升發熱問題，依靠傳統型式試驗要求的溫升試驗無法驗證帶電運行狀況，必須研究能夠模擬實際狀況的試驗裝置，因此驗證產品的真實溫升發熱，從而有效提升產品質量確保電站安全運維。

關鍵詞：開關柜；溫升發熱；型式試驗；并柜試驗裝置

目前依據GB11022《高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求》和GB3906《3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》的要求，需要對開關柜產品進行溫升試驗，從而考核產品帶電運行中的實際溫升發熱水平。但目前根據國家標準的要求，僅對單柜試驗樣機施加1.1倍額定電流，試驗柜樣機兩側無遮擋處于敞開狀態，利于柜體的散熱。而產品在實際帶電運行時，往往是并柜狀態下，熱效應相互疊加，且安裝位置處于中間的開關柜相對封閉不利于散熱，因此運行環境較常規溫升更為嚴酷。因此對開關柜并柜條件下溫升試驗方法和試驗設備進行研究，即在并柜封閉條件下驗證主母線電流與分支柜電流共同作用下的發熱效應，從而能真正驗證產品的運行狀態，真正檢驗產品的可靠性。

1 并柜溫升試驗方法的研究

采用三臺開關柜進行并柜，柜體兩側采用端封板封閉。分別在進線柜和主母排，以及兩臺分支柜施加規定的電流，如圖1所示。

圖1

如圖所示，試驗柜放置在中間，兩側分別設置進線柜和邊封柜，形成封閉的空間，同時進線柜、試驗柜、邊封柜分別施加相應一次額定電流，這樣就模擬了電站現場實際的電流負荷情況，從而驗證了產品溫升發熱狀況。施加的一次電流如表1所示。

表1

2 并柜溫升試驗線路的設計

根據并柜溫升試驗的要求，需要設計相應的試驗設備來進行模擬試驗，其核心是提供不同的一次電流施加在開關設備，因此電流源的設計就非常重要。

在并柜封閉條件下驗證主母線電流與分支柜電流共同作用下的發熱效應，關鍵在于采用合理的電流源分別為主母線、進線柜和邊封柜提供試驗用電流，來模擬現場運行的真實狀態。即需要研制新型大電流發生裝置來提供試驗電流。

其難點是：

（1）并柜的所有柜體額定電流不相同，如何能夠通過分流才能使所有柜體同時滿足所需要的額定電流，且通入電流后主母排上的電流滿足其使用的額定電流。

（2）目前的溫升試驗設備上部只能對單臺柜體進行溫升試驗，無法進行分流，且容量無法達到要求，需要對其試驗線路和設備進行重新改進，最終確定的試驗線路原理如圖2所示。

圖2

3 并柜溫升試驗的實施

（1）分別設計和計算進線柜和主母線電流源（大電流發生器）、分支柜電流源（大電流發生器）的規格容量。

（2）設計大電流發生器試驗線路。

（3）搭建整套試驗系統線路，并設計整套試驗設備、試驗區域的布局。

（4）投制三臺試驗樣機柜。

（5）整套溫升試驗線路與試驗樣機柜的聯調，確保試驗電流符合圖2的規定。

（6）試驗方法：首先進行試驗柜單柜的溫升試驗，記錄數值。單柜溫升試驗至少進行8h且1h內溫升的增加不超過1K，并按照要求填寫記錄。單柜溫升試驗試驗合格后，三臺樣機柜進行并柜溫升試驗。并柜溫升試驗方法：用進線柜和主母線電流源（大電流發生器）為進線柜施加電流（確保進線柜與主母排均為4000A＼3150A電流），同時用分支柜電流源（大電流發生器）為試驗柜和邊封柜施加電流。并柜溫升試驗至少進行8h且1h內溫升的增加不超過1K，并按照要求填寫記錄。

4 結束語

基于產品并柜進行溫升試驗理論研究，可以有效地將產品出廠試驗與現場的實際運行狀態相結合，使產品的出廠試驗能夠完全模擬現場運行狀態，提高產品現場運行的可靠性；同時可以找出現場產品發熱的故障點所在，為后期產品的改進提供理論研究的方向。

參考文獻

[1]GB3906-2006.3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設[S].

[2]GB/T11022-2011.高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求[S].