高壓設(shè)備運(yùn)行開關(guān)柜溫變故障分析

楊絮

摘要：高壓設(shè)備在運(yùn)行過程中，開關(guān)柜溫變故障較為常見。通常情況下，開關(guān)柜溫變問題主要指手車柜過熱，即手車柜內(nèi)的溫度超過相關(guān)規(guī)定的限制。經(jīng)過分析得出，造成手車柜溫度異常的主要原因是手車柜內(nèi)安置的六對(duì)隔離插頭存在接觸不良的情況，從而造成溫度的異常升高。此外，在載流的過程中，設(shè)備導(dǎo)磁體內(nèi)部出現(xiàn)的渦流損耗和設(shè)備中螺母的松動(dòng)也會(huì)造成開關(guān)柜發(fā)熱的情況產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：高壓設(shè)備;開關(guān)柜溫變;故障分析

1 故障原因具體分析

（1）隔離插頭接觸因素

在故障原因上，導(dǎo)致隔離插頭出現(xiàn)接觸不良情況的首要因素是插頭插入的深度不足。一般情況下，在日常工作中，開關(guān)存在的最危險(xiǎn)的隱患是接觸不良，而插入深度是確保隔離插頭實(shí)現(xiàn)可靠接觸的根本，經(jīng)過分析，研究者發(fā)現(xiàn)，造成其插入深度不足的主要原因可以分為產(chǎn)品質(zhì)量問題與施工工藝問題等兩個(gè)方面。因此，研究者從這兩個(gè)方面對(duì)問題進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)分析。

在施工工藝問題上在電力系統(tǒng)的擴(kuò)建工程中，所使用的兩段母線的柜子往往不是同一個(gè)廠家的產(chǎn)品，因此，在母排的拼接工作中，通常需要施工單位在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝【1】。在這個(gè)過程中，由于隔離插頭是借助母排固定在盒內(nèi)的，因此，在安裝時(shí)，如果操作人員沒能嚴(yán)格按照要求對(duì)其墊入相應(yīng)的導(dǎo)電片，則會(huì)導(dǎo)致該觸頭所在的位置過深，從而造成觸頭插入的深度出現(xiàn)不足，形成安全隱患。同時(shí)，相關(guān)的電子元件由于長期受到隱形作用力的影響，也有可能造成隔離插頭的松動(dòng)與脫落，這些原因最終均可造成觸頭插入深度不足的情況發(fā)生。針對(duì)這種情況，研究者分別選取了相應(yīng)產(chǎn)品進(jìn)行安裝實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于導(dǎo)電片的墊入位置均有所區(qū)別，旨在分析不同墊入情況與觸頭深度之間存在的關(guān)系。另一方面，研究者對(duì)隔離插頭的松動(dòng)與脫落情況進(jìn)行了，從而有效對(duì)隱形作用力對(duì)隔離插頭所產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析。

1）插頭與觸指之間的“對(duì)中”較差

在使用過程中，由于插頭與觸指之間的“對(duì)中”較差，很容易造成隔離插頭與插座之間出現(xiàn)“對(duì)不正”的情況。經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn)，造成這種情況的原因較多，包括產(chǎn)品的質(zhì)量較差、加工精度較差、手車及軌道出現(xiàn)變形等。由于這種情況的存在，很容易造成開關(guān)柜出現(xiàn)溫變故障，最終造成其燒毀。

為了有效解決這一情況，研究者選取了多個(gè)品牌的相關(guān)設(shè)備，對(duì)于插頭與觸指之間的，并對(duì)于造成這種情況的根本原因進(jìn)行了逐一分析，在設(shè)計(jì)過程中，研究者從多個(gè)維度入手，就加工精度問題的根源進(jìn)行了探討工作，最終確定主要問題集中于手車及軌道變形上。

在研究設(shè)計(jì)方面，研究者選取了西野、鴻雁、松本、正泰、龍勝等五個(gè)品牌的插頭，通過逐個(gè)插入的方式對(duì)其質(zhì)量、加工精度、手車及軌道變形等情況進(jìn)行了分析，在插入后一段時(shí)間內(nèi)，對(duì)開關(guān)柜的溫度變化情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)與記錄。根據(jù)記錄顯示，在實(shí)驗(yàn)用的5個(gè)品牌的開關(guān)中，插頭的質(zhì)量與加工精度相對(duì)較好，然而在使用過程中，出現(xiàn)溫變故障的設(shè)備均存在不同程度的手車與軌道變形的情況。

2）觸指彈簧疲軟

通常來說，這種情況多數(shù)發(fā)生在設(shè)備隔離插頭的深度不足或者“對(duì)中”較差導(dǎo)致的局部過熱情況中。在這種情況下，由于溫度環(huán)境的異常，很容易造成觸指彈簧出現(xiàn)“退火”現(xiàn)象，從而造成彈簧疲軟。在出現(xiàn)疲軟情況后，彈簧由于失去了原有的活力，導(dǎo)致觸指與觸頭之間的接觸情況進(jìn)一步惡化，造成發(fā)熱的加重，而發(fā)熱的加重進(jìn)一步誘發(fā)了觸指彈簧的“退火”，由此產(chǎn)生一個(gè)惡性循環(huán)，極大地威脅了整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行安全【2】。

針對(duì)這一問題，研究者設(shè)計(jì)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于觸指彈簧在不同溫度環(huán)境下的反應(yīng)情況進(jìn)行了分析，在實(shí)驗(yàn)過程中，研究者通過對(duì)溫度進(jìn)行控制，模擬出了隔離插頭局部過熱的情況，并對(duì)不同溫度情況對(duì)彈簧造成的影響進(jìn)行了分析，從而為接下來的各項(xiàng)研究奠定了基礎(chǔ)。

（2）渦流因素

作為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種特殊形式，在電氣設(shè)備運(yùn)行的過程中，渦流的產(chǎn)生通常會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成一定的損害，其在設(shè)備中流動(dòng)會(huì)造成設(shè)備出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，從而導(dǎo)致能量出現(xiàn)損耗，在電力工程領(lǐng)域，通常將這種損耗稱作“渦流損耗”。另一方面，渦流會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備出現(xiàn)發(fā)熱的情況，從而對(duì)設(shè)備絕緣能力與使用壽命造成影響，同時(shí)，其也會(huì)對(duì)設(shè)備內(nèi)部原有的磁場(chǎng)進(jìn)行削弱，從而不利于設(shè)備的運(yùn)行。

在設(shè)備的使用過程中，負(fù)荷電流在穿過穿墻套管的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流，由于大多數(shù)金屬所具有的電阻率都比較小，因此，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可以在金屬內(nèi)部造成巨大的渦流，如果相關(guān)人員沒有對(duì)其進(jìn)行足夠的重視，則該渦流產(chǎn)生的熱能很容易造成設(shè)備的損壞。研究者針對(duì)此問題設(shè)計(jì)了相應(yīng)的記錄，對(duì)于渦流為套管帶來的傷害進(jìn)行了詳細(xì)的分析，旨在進(jìn)一步加強(qiáng)工作人員對(duì)于其的重視。在電氣設(shè)備中，隨著渦流強(qiáng)度的增加，套管溫度會(huì)逐漸升高，從而對(duì)套管的損傷程度持續(xù)增加。因此，為了有效確保電氣設(shè)備的運(yùn)行，應(yīng)對(duì)渦流進(jìn)行一定程度的抑制，通常來說，使用的方法主要包括將三相同時(shí)穿過封閉的金屬回路，從而令磁通數(shù)值為0。在具體操作方面，可以在在聯(lián)絡(luò)柜的頂蓋板進(jìn)行開孔，從而使得各相母線由此伸出柜頂部，從而實(shí)現(xiàn)磁力的互相抵消。此外，還可以采用不銹鋼、樹脂以及鋁等具有較高工程強(qiáng)度的非磁性材料進(jìn)行支撐件與隔板的制作，從而從根本上杜絕渦流的產(chǎn)生。

（3）螺母因素

在實(shí)際生活中，此類情況相對(duì)較少，其主要原因是操作人員在設(shè)備的安裝與裝配過程中存在疏漏以及由熱應(yīng)力所造成的螺母松動(dòng)。在新的開頭柜投入運(yùn)行后，由于母排在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)一定的熱膨脹，因此，在膨脹力的影響下，原有的緊固螺絲釘受到拉伸而出現(xiàn)細(xì)微的變化，從而造成松動(dòng)，最終導(dǎo)致母排之間連接處的接觸電阻擴(kuò)大，從而造成發(fā)熱現(xiàn)象。

2 開關(guān)柜溫變故障的處理方法

（1）加強(qiáng)設(shè)備安裝與投運(yùn)工作的管理

1）加強(qiáng)監(jiān)督工作力度

在安裝工作實(shí)施的過程中，研究者主要從監(jiān)督工作入手，通過制定相關(guān)的管理制度，進(jìn)一步幫助施工人員明確了施工過程中的關(guān)鍵性要求，同時(shí)嚴(yán)格檢查母線隔離柜中的母線加工以及相應(yīng)的安裝工藝，確保其符合操作規(guī)定，同時(shí)做好導(dǎo)電墊片安裝的檢查工作。

2）做好設(shè)備的驗(yàn)收工作

在設(shè)備的驗(yàn)收工作中，研究者通過加強(qiáng)檢查思想的引入，組織相關(guān)人員對(duì)每一臺(tái)開關(guān)插入的深度以及“對(duì)中”情況進(jìn)行檢查，確保其符合相關(guān)要求。

3）做好整體回路電阻檢查

研究者認(rèn)為，為了有效確保電阻的正常運(yùn)行，應(yīng)對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行相應(yīng)的整體回路電阻檢查，確保其符合要求。

（2）加強(qiáng)運(yùn)行中設(shè)備的維護(hù)工作

在對(duì)于運(yùn)行中的電力設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的過程中，研究者從各個(gè)環(huán)節(jié)入手，制定了較為全面的檢車與維護(hù)方案，主要包括：手車的檢查、相關(guān)設(shè)備檢查、增加導(dǎo)磁回路磁阻以及加強(qiáng)對(duì)于開關(guān)柜溫度檢測(cè)的巡視工作等。

1）手車的檢查

對(duì)于電流較大的手車，應(yīng)對(duì)其前杠進(jìn)行按時(shí)檢查，確保其未出現(xiàn)變形的情況。同時(shí)，在推進(jìn)過程中，應(yīng)注意檢查手動(dòng)是否靈活以及是否存在歪斜等情況。

2）相關(guān)設(shè)備檢查

在運(yùn)行過程中，相關(guān)人員應(yīng)創(chuàng)造條件，對(duì)于開關(guān)柜的插入深度、“對(duì)中”情況以及整體回路電阻進(jìn)行定期的檢測(cè)工作，從而確保其處于一個(gè)良好的運(yùn)行狀態(tài)。

3）檢查母排螺母的緊固情況

對(duì)于運(yùn)行中的開關(guān)柜進(jìn)行檢修的過程中，操作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其母排螺母進(jìn)行相應(yīng)的緊固操作，從而有效防止熱應(yīng)力導(dǎo)致的螺母松動(dòng)情況。

（3）增加導(dǎo)磁回路磁阻

開關(guān)柜發(fā)熱的一個(gè)主要原因是導(dǎo)磁回路的低電位區(qū)域突然產(chǎn)生高溫，從而造成設(shè)備發(fā)熱的情況。針對(duì)這種情況，應(yīng)盡可能增加導(dǎo)磁回路中的磁阻，及應(yīng)用具有非導(dǎo)磁性的不銹鋼板替換原有的鋼板，從而進(jìn)一步確保設(shè)備的安全。

（4）加強(qiáng)對(duì)于開關(guān)柜溫度檢測(cè)的巡視工作

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，操作人員應(yīng)對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)電流值進(jìn)行記錄，同時(shí)填寫該設(shè)備在預(yù)期電流影響下所能達(dá)到的溫度值，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)警的目的。同時(shí)，在每次對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量的同時(shí)，應(yīng)對(duì)測(cè)溫點(diǎn)所在位置進(jìn)行記錄，以便于復(fù)核工作的開展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王欽.基于物聯(lián)網(wǎng)的高壓設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，34（03）：38-42.

[2]吳晉波.高壓直流輸電直流系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)方法探索[J].電測(cè)與儀表，2018，55（05）：110-118.