低壓柜抽屜觸頭夾緊力測試的應(yīng)用和實(shí)施

張 鵬

（中國石油天然氣股份有限公司廣西石化分公司PMT5）

0 引言

石化企業(yè)的生產(chǎn)負(fù)荷主要以電動(dòng)機(jī)為主，然而低壓電動(dòng)機(jī)占絕大部分，因此為低壓電動(dòng)機(jī)供電的低壓抽屜柜則顯得尤為重要，它的安全穩(wěn)定運(yùn)行在石化裝置中起著關(guān)鍵性的作用。低壓抽屜柜由于具有操作簡單、動(dòng)作安全可靠、檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于石化企業(yè)變配電室。近年來，石化企業(yè)因低壓抽屜柜觸頭發(fā)熱短路造成的生產(chǎn)裝置非計(jì)劃停工事故時(shí)有發(fā)生，而事故的主要原因則是由于低壓柜抽屜一次觸頭變形、松動(dòng)、老化造成的，這些問題成為電氣維護(hù)人員的難題。

1 低壓柜抽屜觸頭發(fā)熱的危害及產(chǎn)生原因

1.1 觸頭發(fā)熱產(chǎn)生的危害

低壓抽屜柜故障或事故中，觸頭發(fā)熱故障是最為常見的一類，同時(shí)觸頭發(fā)熱故障是個(gè)漸變過程，在安全隱患轉(zhuǎn)變過程中，開關(guān)柜的電氣性能將進(jìn)入逐步降低的惡性循環(huán)過程，給企業(yè)安全平穩(wěn)生產(chǎn)埋下巨大的安全隱患。由于在持續(xù)的電流作用下，觸頭處的熱量將會(huì)不斷聚集，造成柜內(nèi)電磁環(huán)境的惡化，加速觸頭部分發(fā)生氧化。觸頭接觸面的熱量聚集超過柜內(nèi)絕緣套管及其他電氣設(shè)備元件的耐熱水平時(shí)，絕緣套管的絕緣性能就會(huì)下降。絕緣套管發(fā)生絕緣擊穿、電流互感器發(fā)生爆裂等事故后，開關(guān)柜內(nèi)的電氣線路就會(huì)形成對地或?qū)ζ渌姎庠O(shè)備放電的電氣通道，造成開關(guān)柜發(fā)生單相或兩相間放電短路故障，如圖1所示，部分有可能造成電氣事故擴(kuò)大，導(dǎo)致供電變壓器及其他配電設(shè)備電氣性能發(fā)生波動(dòng)，同時(shí)劇烈的發(fā)熱有可能造成開關(guān)柜起火燃燒或爆炸，嚴(yán)重危害運(yùn)行維護(hù)人員的人身安全。

圖1 低壓柜抽屜因觸頭發(fā)熱導(dǎo)致短路故障圖

1.2 觸頭發(fā)熱產(chǎn)生的原因

低壓柜抽屜由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，在日常停送電操作和運(yùn)行過程中，觸頭接觸面不能有效重合、動(dòng)作彈簧片老化或性能下降、周圍運(yùn)行環(huán)境變差等因素都有可能造成觸頭接觸面自身發(fā)熱量增多，觸頭溫升速率加快，從而導(dǎo)致開關(guān)柜出現(xiàn)觸頭發(fā)熱故障或事故。究其原因，主要表現(xiàn)為觸頭的夾緊力不夠。

2 觸頭夾緊力測試實(shí)施的必要性

由于低壓柜抽屜觸頭發(fā)熱帶來的危害極大，自某大型石化公司生產(chǎn)裝置于2017年開工投產(chǎn)，為防止低壓柜抽屜觸頭過熱造成短路事故，要求電氣維保人員定期對大回路抽屜（75kW及以上）一次觸頭開展測溫。通過與其他石化企業(yè)電氣專業(yè)交流溝通，了解到某企業(yè)研制生產(chǎn)了低壓開關(guān)柜觸頭夾緊力檢測儀，可通過測量抽屜柜觸頭的夾緊力準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和判斷觸頭的缺陷。為此，組織開展了關(guān)于低壓柜抽屜觸頭夾緊力測試的技術(shù)交流，并在變電所進(jìn)行低壓柜抽屜觸頭夾緊力的實(shí)際測量。為確保變電所低壓抽屜主回路接插件觸頭接觸壓力滿足要求，在四年后實(shí)施的全廠裝置大檢修電氣專業(yè)計(jì)劃討論和對接中，策劃將對變電所低壓柜抽屜全面實(shí)施一次觸頭夾緊力測試。

3 觸頭夾緊力測試儀的結(jié)構(gòu)

低壓柜抽屜一次觸頭夾緊力檢測儀由探頭手柄部分、微型傳感器-電阻應(yīng)變計(jì)、4位半數(shù)顯表頭組成，觸頭夾緊力檢測儀實(shí)測如圖2所示。檢測儀手柄可夾具更換各種規(guī)格觸頭，微型傳感器封裝在測試觸頭內(nèi)；壓力檢測儀數(shù)顯部分采用高精度A/D轉(zhuǎn)換器配合4位半顯示器，精度達(dá)到0.5%。

圖2 低壓柜抽屜一次觸頭夾緊力檢測儀實(shí)測圖

4 觸頭夾緊力測試的應(yīng)用和實(shí)施

在大檢修期間，對全廠27個(gè)變電所內(nèi)925面低抽屜柜共計(jì)6125個(gè)抽屜回路（2萬余個(gè)抽屜一次觸頭）進(jìn)行夾緊力檢測，按照所使用低壓柜型的抽屜一次觸頭夾緊力不小于70N的標(biāo)準(zhǔn)，觸頭夾緊力合格率在99.9%以上。檢修期間共計(jì)發(fā)現(xiàn)變電所低壓柜抽屜一次觸頭不合格數(shù)量為31個(gè)。其中，檢測夾緊力不達(dá)標(biāo)的觸頭8個(gè)，由于外力導(dǎo)致觸頭變形的有19個(gè)，彈簧片脫落或松動(dòng)的觸頭有3個(gè)，均在檢修期間進(jìn)行了更換或修復(fù)；其次，檢測報(bào)告中給出了各變電所所有抽屜觸頭的夾緊力測試值，并將接近臨界值（70～80N之間）夾緊力的觸頭進(jìn)行標(biāo)識(shí)，將在日后的運(yùn)行中重點(diǎn)觀察。

下一步，在日常維保期間由電氣維護(hù)人員結(jié)合日常設(shè)備檢修，對停電的抽屜柜開展觸頭夾緊力測試，以確保主回路接插件觸頭接觸壓力滿足要求；其次，重點(diǎn)對低壓柜抽屜接近臨界值（70～80N之間）夾緊力的觸頭進(jìn)行檢查和測溫，利用停電機(jī)會(huì)開展觸頭夾緊力測試，發(fā)現(xiàn)夾緊力不滿足要求及時(shí)更換。

5 應(yīng)用效果

通過在大檢修期間開展低壓柜抽屜一次觸頭夾緊力測試項(xiàng)目，能夠準(zhǔn)確判斷和發(fā)現(xiàn)低壓抽屜一次觸頭存在的一次觸頭變形、松動(dòng)等缺陷，及時(shí)消除隱患苗頭、防患于未然，可有效防止和避免因低壓柜抽屜觸頭變形、夾緊力不夠而發(fā)熱引起的電氣事故，從而保證石化企業(yè)生產(chǎn)裝置的安穩(wěn)運(yùn)行。