低壓成套開關(guān)設(shè)備可靠性問題研究

董偉民

摘 要：在對(duì)常見低壓成套開關(guān)設(shè)備主要優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述后，對(duì)于影響低壓成套開關(guān)設(shè)備可靠性的主要因素進(jìn)行了詳細(xì)探討研究，以期在各環(huán)節(jié)中加強(qiáng)監(jiān)督管理確保開關(guān)設(shè)備具有較高的安全可靠性。

關(guān)鍵詞：低壓成套開關(guān)設(shè)備 固定式 抽屜式 可靠性

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（b）-0109-01

低壓成套開關(guān)設(shè)備是影響低壓配電網(wǎng)運(yùn)行安全和終端用戶用電安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的重要設(shè)備，是低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)中的核心設(shè)備應(yīng)用非常廣泛且價(jià)值巨大。在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、選型使用等過程中，作為低壓配電系統(tǒng)中不可或缺的核心電氣設(shè)備，對(duì)影響低壓成套開關(guān)設(shè)備運(yùn)行安全可靠性的因素進(jìn)行歸納總結(jié)，盡量避免或降低可能給成套開關(guān)設(shè)備帶來安全隱患的問題，提高開關(guān)設(shè)備運(yùn)行的可靠性，對(duì)后續(xù)低壓成套開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、技術(shù)升級(jí)改造、選型應(yīng)用等非常有參考應(yīng)用價(jià)值。

1 常見低壓成套開關(guān)設(shè)備主要優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)述

1.1 固定式成套開關(guān)設(shè)備（GGD、DXG等）的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）固定式成套開關(guān)設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，綜合造價(jià)較低，性價(jià)比高，通風(fēng)散熱性能好，連線清晰，電纜接頭較少。

（2）固定式成套開關(guān)設(shè)備缺點(diǎn)：內(nèi)部開關(guān)設(shè)備在柜內(nèi)是用緊固件固定的，柜門與斷路器間沒有閉鎖機(jī)構(gòu)，操作安全性要靠操作規(guī)程來保證；結(jié)構(gòu)間相互影響較大，一個(gè)回路或某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障，往往會(huì)影響其他正?；芈返恼＿\(yùn)行，同時(shí)某個(gè)回路需要試驗(yàn)或維修時(shí)，往往會(huì)需要整個(gè)柜子停電試驗(yàn)檢修，影響到柜子內(nèi)部其它回路或設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.2 抽屜式成套開關(guān)設(shè)備（MNS、GCS、GCK等）的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）抽屜式成套開關(guān)設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：成套開關(guān)柜柜門與斷路器間存在聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，一旦斷路器處于合閘運(yùn)行工況則柜門無法打開，操作安全性在電氣上有閉鎖保證性能；柜內(nèi)各回路間不存在直接關(guān)系，一旦某回路出現(xiàn)故障或進(jìn)行試驗(yàn)檢修，則只需抽出該回路間隔，不影響其他正?；芈坊蛟O(shè)備的正常運(yùn)行；相同規(guī)格的抽屜柜均具有兼容性和互換性，便于檢修，一旦某個(gè)抽屜回路出現(xiàn)故障則可以采用備用抽屜間隔進(jìn)行臨時(shí)替換，可以方便、迅速地采用備用抽屜柜將故障抽屜柜替換，更換較方便，停電時(shí)間較短，連續(xù)可靠供電效果較好。

（2）抽屜式成套開關(guān)設(shè)備缺點(diǎn)：通風(fēng)散熱條件不太優(yōu)越，柜內(nèi)溫度通常較高，在很大程度上影響導(dǎo)電體及開關(guān)元件通流能力的高效發(fā)揮；制造成本偏高；內(nèi)部接線結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在安裝過程中易出現(xiàn)接裝位置錯(cuò)位、插不到位等問題；操作簧片性能要求較高，易出現(xiàn)斷裂、接觸不良等問題；由于是密封結(jié)構(gòu)，母排、斷路器等導(dǎo)體和設(shè)備的運(yùn)行溫度監(jiān)測(cè)較困難。

2 影響低壓成套開關(guān)設(shè)備可靠性的主要因素研究

低壓成套開關(guān)設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性與它的方案設(shè)計(jì)、材料選擇、生產(chǎn)加工、裝配調(diào)試等均有密切的聯(lián)系。避免或降低上述各環(huán)節(jié)中可能給開關(guān)柜帶來的安全隱患，將對(duì)低壓配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)降低電能輸送成本、提高供電可靠性、提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平、降低終端用戶用電經(jīng)濟(jì)效益等目標(biāo)均具有較高的工程實(shí)踐應(yīng)用研究意義。

2.1 原材料選用不當(dāng)引起導(dǎo)電回路過熱，降低開關(guān)設(shè)備可靠性

在低壓配電系統(tǒng)中，一些大電流、關(guān)鍵的成套開關(guān)設(shè)備的連接回路主要采用銅導(dǎo)體（如：開關(guān)柜），但在實(shí)際開關(guān)設(shè)備生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，一些冶銅企業(yè)所提供的銅排和制品純度不高，質(zhì)量偏差，嚴(yán)重影響到導(dǎo)電體的電導(dǎo)性能。一般開關(guān)設(shè)備廠商缺少專門的電導(dǎo)率檢測(cè)設(shè)備，從而造成一些質(zhì)量不合格的銅產(chǎn)品進(jìn)入到生產(chǎn)工序中，利用此類銅材制成的母線或觸頭由于自身電阻較大而無法承受額定的載流量，導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備在實(shí)際投運(yùn)后發(fā)熱溫升效應(yīng)嚴(yán)重，輕則發(fā)熱量增加，造成電能資源浪費(fèi)；重則會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱過高引起開關(guān)觸頭、母排出現(xiàn)燒損，引起火災(zāi)，造成巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失[1]。

2.2 裝配不當(dāng)引起導(dǎo)電回路過熱，降低開關(guān)設(shè)備可靠性

GCK、GCS等移開式開關(guān)柜一次斷路器手車的動(dòng)、靜觸頭插入深度不夠，觸頭接觸壓力不足，就容易引起動(dòng)、靜觸頭接觸不良，出現(xiàn)發(fā)熱、燒損、拉弧等問題。但一些生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品出廠時(shí)，只是簡(jiǎn)單憑借動(dòng)、靜觸頭中心線一致等經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，沒有認(rèn)真測(cè)量觸頭插入深度和接觸壓力，在產(chǎn)品圖紙、檢驗(yàn)文件中不標(biāo)注插入深度。僅僅以測(cè)量開關(guān)回路的直流電阻代替上述檢查，進(jìn)而造成給成套開關(guān)設(shè)備埋下較大的質(zhì)量隱患。斷路器回路中動(dòng)、靜觸頭間接觸性能不好，接觸電阻值就會(huì)越大，相應(yīng)在運(yùn)行過程中發(fā)熱性能就越強(qiáng)，就可能引起其運(yùn)行發(fā)熱溫度超過標(biāo)準(zhǔn)（主觸頭溫升75℃），的最高運(yùn)行發(fā)熱溫度規(guī)定指標(biāo)。工程中引起觸頭溫升的主要表現(xiàn)為以下多個(gè)方面。

（1）斷路器觸頭片壓緊彈簧壓力不夠、運(yùn)行過程中出現(xiàn)氧化老化損壞、磨損等，造成動(dòng)、靜觸頭接觸面接觸性能降低，有效接觸面減少。

（2）低壓成套開關(guān)設(shè)備其設(shè)備支撐架構(gòu)的綜合強(qiáng)度不夠大，造成抽屜柜內(nèi)斷路器在運(yùn)行過程中，在熱、磁、重力等作用下出現(xiàn)座架變形，使得一次插入觸頭深度不夠，與導(dǎo)電板間不能有效接觸。

（3）運(yùn)行維護(hù)措施不到位，外部污穢塵埃等進(jìn)入開關(guān)柜內(nèi)部，觸頭接觸面不清潔，油膩灰塵多，斷路器觸頭有效接觸面降低，導(dǎo)電灰塵引起閃絡(luò)，燒損觸頭表面甚至整個(gè)觸頭。

如某額定電流為1250A的斷路器開關(guān)柜而言，在進(jìn)行不同插入深度的電阻試驗(yàn)時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，但進(jìn)行各插入深度點(diǎn)的對(duì)地試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)觸頭盒內(nèi)存在閃絡(luò)問題，結(jié)合溫升試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)觸頭接觸點(diǎn)溫升存在異常問題。因此，在低壓成套開關(guān)設(shè)備出廠試驗(yàn)和交接試驗(yàn)時(shí)，除了要檢測(cè)斷路器設(shè)備插入深度的電阻值外，還需配合對(duì)地試驗(yàn)等測(cè)試指標(biāo)，準(zhǔn)確判斷斷路器觸頭插入深度是否滿足相關(guān)指標(biāo)要求，以提高開關(guān)設(shè)備的整體安全可靠性。

2.3 絕緣材料不合格引起開關(guān)事故，降低開關(guān)設(shè)備可靠性

從實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)可知，由于絕緣材料阻燃性能不合格等引起低壓成套開關(guān)設(shè)備出現(xiàn)事故的案例不少，如：在實(shí)際生產(chǎn)制造過程中，沒有嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行絕緣處理，進(jìn)而影響開關(guān)柜的整體絕緣性能，并在外界潮濕空氣作用和內(nèi)部強(qiáng)烈的電、磁、熱作用下，開關(guān)柜整體絕緣性能不斷降低，直接影響到開關(guān)設(shè)備的供電安全可靠性。另外，要加強(qiáng)絕緣材料的養(yǎng)護(hù)工作，用于防水、防塵，以及提高開關(guān)設(shè)備防護(hù)等級(jí)的密封條等，其在實(shí)際應(yīng)用過程中容易發(fā)生老化，應(yīng)在一年左右進(jìn)行更好處理，以提高開關(guān)柜整體防水、防塵能力，確保開關(guān)設(shè)備具有較高的供電安全可靠性。

3 結(jié)語

低壓成套開關(guān)設(shè)備其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、選型使用、檢修養(yǎng)護(hù)等技術(shù)水平的高低，直接影響到開關(guān)設(shè)備功能的正常發(fā)揮和供電的安全可靠性。因此，在上述各環(huán)節(jié)中，必須針對(duì)可能出現(xiàn)的安全隱患加強(qiáng)監(jiān)督管理，有效提高開關(guān)設(shè)備的供電安全可靠性，確保供電具有較高的優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈凱.低壓成套開關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其可靠性指標(biāo)的確立[J].機(jī)電信息，2013（15）：140-141.endprint