10kV常用電開關柜發熱故障處理探討

劉合祥

摘 要：開關柜是電能在生產、運輸以及使用中最為關鍵的電氣設備，特別是高壓開關柜的穩定性更是重中之重，如果高壓開關柜發熱而出現故障甚至會影響供電穩定可靠性。文章首先對10kV常用電開關柜發熱故障原因進行分析，結合工程實例對有關開關柜發熱故障進行探討，以期對于10kV廠用電開關柜運作質量的提升，起到一定的促進作用。

關鍵詞：高壓開關柜；發熱故障；斷路器；處理措施

引言

開關柜是廠用電系統中特別重要的電氣設備，開關柜的安全穩定性會對工程整體安全運行產生嚴重的影響。文章對10kV常用電開關柜發熱故障進行研究和探討，不足之處，敬請指正。

1 10kV常用電開關柜發熱故障原因

1.1 開關柜

開關柜實際上屬于一種電氣設備，其外線和柜內主控開關相互連接，其次是分控開關，各個分路根據具體的需要進行設置。包括儀表、自控、電動機磁力開關以及不同的交流接觸器等，一些還專門配備了高壓室與低壓室開關柜。

開關柜的主要作用是在電能轉換過程中對用電裝置設備進行開合、控制以及保護，其內部部件包括斷路器、開關、互感器以及保護設備等。一般來說，開關柜主要應用于發電廠、變電站、輕工紡織、廠礦單位以及高層住宅等場合。

1.2 發熱故障原因

1.2.1 安裝工藝問題

假如開關柜安裝調試時，工作人員在對安裝工藝進行選擇方面出現差錯，而造成為10kV開關柜留下安全隱患。比如說，10kV開關柜內固定式插頭安裝時，位置的選擇有誤，和設計圖紙相差甚遠，而導致虛接問題，接觸不良繼而造成開關發熱故障。

1.2.2 檢修維護制度有待完善

10kV開關柜因為滑動接觸構造比較特殊，盡管方便進行維修保養工作，但是也因為其構造問題而對日常檢修維護提出更高的要求。假如在維護時出現和既定規范步驟相矛盾的情況，沒有對內部電氣設備的性能進行準確核查，而造成開關柜內開關動、靜觸頭因為接觸不良而出現過熱效應。

1.2.3 誤操作、運行環境問題

相關工作人員欠缺一定的安全意識，日常維護中一些操作存在不良習慣，而且運行環境的確差強人意，這是導致10kV開關柜觸頭升溫的重要因素。開關柜在較長一段時間里處于較濕的狀態，維護保養力度不足，造成觸頭表面有雜質，從而導致動、靜觸頭接觸不良。

1.2.4 技術設備更新升級較慢

一些開關裝置在配電系統中已服役很長時間，存在元件絕緣老化、機械結構變形等情況，因此而逐漸暴露出技術設備更新升級較慢的情況，盡管配電網系統中如斷路器、互感器等裝置已經進行改造，然而配套工程卻遲遲沒有升級改造，因此整體性能沒有改變。

1.2.5 供電負荷驟升

由于供電負荷急劇增加而導致10kV開關柜內部相對薄弱的地方溫度也隨之增加，以此導致其絕緣性能繼續老化，如果溫度增加的速度過快還會導致開關柜內連接點、觸頭等位置的機械材料變形、老化等情況，因此而埋下安全隱患。假如工作人員未及時發現并采取解決對策，一旦情況惡化會出現火災等安全事故。

2 工程實例

蘭州市龍源高壓配電室工程中應用10kv高壓柜，高壓配電室為10kV環網柜-負荷開關柜，其型號為，這種型號環網柜-負荷開關柜一般應用于低壓配電室，或者是變壓器容量不大于1250kVA的高壓配電室。（如圖1所示）

正常來說，針對于單臺變壓器而言，熔斷器電流計算公式為：

I=Q/（1.732*10）A（1）

其中：Q為千乏（kvar）

那么，針對于高壓配電室10kV，干式變壓器為630kVA，承載負荷為600kW。10kV高壓電容每相2臺并聯，總容量是630kvar，則電容器工作電流：

I=Q/（1.732*10）=630/（1.732*10）=36.37A

熔斷器取1.5-2倍額定電流，即可選用63A。

熔斷器的選擇后，有關導線電纜選取方面，需要同時滿足發熱條件、電壓損耗、經濟電流密度以及機械強度等方面。按照公式（2）選取導線及電纜截面：

KθIal≥I30（2）

其中，I30是母線在電路中的計算電流，確保通過導線中的正常最大負荷電流也就是線路計算電流時產生的發熱溫度，要低于正常運行時的最高允許溫度，除此之外還需要進行動熱穩定校驗。

3 故障處理措施

所以，針對于以上故障分析，及案例中反映出的問題，開關柜日常運行檢查調試及維護中過程，需要采取一定的預防對策，以此降低開關柜故障發生的概率，防止開關柜因為長期發熱升溫而進入惡性尋淮而產生安全事故。

3.1 加強日常檢修維護力度

10kV廠用開關柜在進行日常檢修和維護中，要對開關柜內動、靜觸頭進行認真檢查，包括其穩定可靠性等，對其外表變色情況進行觀察，還要做好預防性試驗，對開關的觸頭、出頭片的彈性進行檢查，是不是符合技術標準。

3.2 采用全密封式接線座

溫升效應和開關柜運行環境有著直接關系，外部灰塵及雜物等利用接線座等位置處進入到內部，在觸頭處聚集，從而導致聯結位置發生接觸不良的情況。這種情況下適合采用全密封結構的開關接線座，能夠在一定程度上提升開關柜的密封性能，避免雨水、雜志等進入到內部，從而讓運行環境更加符合運行標準。

3.3 溫升在線監測系統的應用

10kV廠用開關柜因為過熱故障而導致開關柜電氣安全故障，一方面要強化日常運行維護的力度，盡量選擇和應用新材料、新技術。除此之外，要結合電子技術、通信技術、計算機技術等，在10kV開關柜中應用溫升在線實時監測系統，一旦有異常溫升情況則及時報警，以此防止出現溫升過熱而引發安全事故。

4 結束語

總而言之，開關柜在10kV配電系統中的發揮重要性，其運行安全性對整個配電系統產生嚴重影響，所以在變電過程中要不斷加強日常檢查和維護力度，盡量選擇和應用新材料新技術，加強溫升在線監測系統的應用，能夠在一定程度上防止安全事故的產生，保證10kV配電系統既安全穩定，而且節能省耗。

參考文獻

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