變電站開關柜觸頭溫升故障原因分析及處理

郭慶和

摘 要：對抽屜式開關柜觸頭發(fā)熱的危害進行簡單闡述后，對開關柜觸頭發(fā)熱的常見原因進行了歸納總結。最后，結合自我多年工作經(jīng)驗，對提高變電站抽屜式開關柜電氣和機械性能的異常溫升處理措施進行了簡單探討。

關鍵詞：變電站 開關柜 觸頭溫升 發(fā)熱

中圖分類號：TM95 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0080-01

供配電系統(tǒng)的安全可靠調度運行，對國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和用戶的穩(wěn)定經(jīng)濟用電起著非常重要的保障作用。供配電企業(yè)工作人員必須采取各種技術措施，提高電網(wǎng)系統(tǒng)運行安全性、穩(wěn)定性和節(jié)能經(jīng)濟性。開關柜是變電站系統(tǒng)中重要的電能資源分配調度載體，尤其KYN28A-12、GCS、MNS等抽屜式開關柜在變電站中的成果應用，一方面大大提高了操作便捷性和檢修的方便性，但同時由于開關柜的動靜觸頭日常動作過程中，受到復雜的熱磁環(huán)境影響，可能出現(xiàn)觸頭松動接觸不良、開關彈簧性能老化降低、檢修維護措施不到位導致灰塵進入形成導電閃絡間隙等，引起開關觸頭溫度不斷上升，運行環(huán)境惡化，由缺陷逐漸惡化演變成故障或事故，嚴重影響到變電站供電的安全可靠性。因此，對變電站開關柜實際溫升及發(fā)熱的原因進行分析，并有針對性的形成對應預防和處理措施，確保開關柜安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟的高效穩(wěn)定運行，對提高企業(yè)供電可靠性和用電安全用電方面具有非常重要的工程實踐應用研究意義。

1 變電站抽屜式開關柜觸頭發(fā)熱的危害

變電站抽屜式開關柜是在常規(guī)GGD型規(guī)定式開關柜的基礎上，通過開關觸頭結構的改進而獲得的優(yōu)良產(chǎn)品，在變電站中作為聯(lián)絡供配電系統(tǒng)與電力用戶間的直接樞紐，是電能轉換和分配的核心電氣控制開關，其內部開關元件是否具有較高的質量水平和能否安全可靠運行是電能轉換分配的重要保障。在變電站檢修維護過程中，主要通過溫升試驗以校核開關柜內部相關開關設備的電氣和機械性能。抽屜式開關柜的動觸頭屬于可動接觸部分，其最大允許溫升不應超過40 ℃。當超過40 ℃以上，則會導致開關柜進入發(fā)熱死循環(huán)，嚴重降低了開關柜整體的電氣和機械性能。

1.1 發(fā)熱損害開關設備

變電站開關柜觸頭發(fā)熱溫升故障并不是一個瞬時故障，而是一個發(fā)熱→老化→進一步發(fā)熱→進一步老化的惡性循環(huán)。觸頭表面的溫度不斷上升，當表面溫度超過開關柜內設備絕緣套管或電流（電壓）互感器的額定耐熱水平時，則會引起絕緣套管或互感器的絕緣發(fā)生損害，甚至可能出現(xiàn)互感器爆裂等事故發(fā)生。

1.2 觸頭發(fā)熱故障處理時間較長

觸頭發(fā)熱故障會影響這個開關設備運行的安全可靠性，當發(fā)生斷路器開光或大面積附屬設備燒損事故后，通常需要返廠進行全面更換處理。在返廠維修過程中，所需時間較長，進而大大加長了開關設備的故障處理時間，嚴重影響到變電站供電的安全可靠性。

1.3 給供用電企業(yè)帶來經(jīng)濟損失

變電站抽屜式開關柜由于溫升故障或事故，就會引起停電事故，一方面會影響供電企業(yè)的正常供電和供電服務水平；另一方面，會影響到用電企業(yè)的正常用電，尤其對于一些精密加工或生產(chǎn)企業(yè)，電能的突然中斷會嚴重影響到正常生產(chǎn)，出現(xiàn)次品、殘品等，給供電企業(yè)和用電企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟損失。

2 變電站抽屜式開關柜觸頭發(fā)熱的常見原因

2.1 開關容量設計與日常運行不匹配

在開關柜優(yōu)化選型設計過程中，由于沒有充分考慮供配電系統(tǒng)的負荷特性和能量的供需平衡，造成所選擇的開關設備與實際運行間存在不匹配特性，一些開關設備容量富裕太多造成大量浪費；而一些開關設備其容量與實際供電容量不匹配，導致其在運行過程中在強大的熱電流的作用下，觸頭溫升不斷加強，局部出現(xiàn)嚴重的溫升問題。

2.2 安裝調試質量存在隱患

由于一些原因，一些開關設備在安裝調試過程中沒有嚴格按照設計或相關規(guī)范要求進行質量控制，導致開關設備存在安裝質量隱患，造成開關柜內一些電氣元件間的聯(lián)接性能較差，形成一些導電間隙等，在后期運行過程中，隱患不斷演變成故障或事故，溫升效應不斷加強，嚴重影響到開關柜的安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟運行。

2.3 檢修維護措施不到位或誤操作

變電站日常檢修維護措施不到位，導致一些開關緊固件在檢修后回裝過程中出現(xiàn)少裝、漏裝等問題；另外，日常運行維護不到位，大量灰塵或一些雜質進入到開關柜內部，在觸頭表面形成了一層污染面，嚴重影響到觸頭開關的導電性能和散熱性能，使得觸頭表面不斷發(fā)熱老化和熱量大量聚積，直接影響到開關柜的動作性能，嚴重時還會發(fā)生設備燒損和大面積停電事故發(fā)生。

3 變電站抽屜式開關柜觸頭發(fā)熱處理措施

3.1 加強變電站抽屜式開關柜日常檢修維護力度

在日常維護過程中，要加強對開關設備衛(wèi)生的管理，通過改善運行環(huán)境提高開關設備運行的安全可靠性。要加強日常巡檢力度，要從開關柜的可視門處查看開關設備的動、靜觸頭的動作性能。要觀察開關設備外表是否存在變色、觸頭結構變形等問題。在開關設備檢修維護完成后，應認真清點開關設備附件是否回裝完全，要在開關動、靜觸頭部位涂抹合適的導電膏，以增加開關柜內部觸頭的導電性能。定期按照規(guī)范或運行規(guī)程要求，對開關設備進行預防性試驗，及時發(fā)現(xiàn)開關設備內部可能存在的安全隱患，并及時進行隱患處理，避免其演變成故障或事故，確保開關設備具有良好的動作性能。

3.2 合理采用全密封式接線座

對于一些運行環(huán)境較復雜、環(huán)境質量較差的場所，外部灰塵或雜物容易通過開關接線座進入到開關設備內如，進而在觸頭表面形成一定隔離污染層，導致觸頭接觸不良引起溫升問題。在開關柜結構設計過程中，可以采用全密封式結構的開關接線座，這樣可以有效防止灰塵、雜物等通過接線座進入到開關柜內部，進而為開關柜營造一個良好的工作環(huán)境，確保其安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟的高效穩(wěn)定運行。

3.3 在開關柜內部電氣連接點處裝設在線溫升監(jiān)測裝置

在開關柜內部裝置在線溫升監(jiān)測裝置，對隔離開關、負荷開關、斷路器等開關設備的溫度、機械特性、局部放電、電流、電壓等特征參數(shù)進行在線采集、分析，便于變電站運行人員及時了解開關設備的運行工況狀態(tài)。當出頭實際溫度大于系統(tǒng)預先設定的限值時，這監(jiān)測裝置可以通過聲、光等形式，提示運行人員及時對相關部件運行工況進行現(xiàn)地查看和試驗，及時排除可能存在的安全隱患，避免隱患進一步擴大成故障或事故。

4 結語

變電站開關設備的安全穩(wěn)定運行，是供配電系統(tǒng)中電能資源可靠有效分配調度的重要保障。通過合理的日常檢修維護手段、預防性試驗、配置在線溫升監(jiān)測系統(tǒng)等，可以大大提高開關柜動作的可靠性、穩(wěn)定性和準確性，確保供用電企業(yè)供電和用電具有較高的安全可靠性和節(jié)能經(jīng)濟性。

參考文獻

[1] 邢錫恩，崔慶宇.小車式開關拒內接頭過熱故障與預防[J].安全，2009（6）：15-17.