低壓成套開關(guān)設(shè)備可靠性問(wèn)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(guò)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(lái)安全隱患的問(wèn)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(lái)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)影響其他正常回路的正常運(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(wú)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(guò)程中易出現(xiàn)接裝位置錯(cuò)位、插不到位等問(wèn)題；操作簧片性能要求較高，易出現(xiàn)斷裂、接觸不良等問(wèn)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(lái)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(guò)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(guò)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(wú)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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(wèn)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(guò)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(guò)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(yǔ)

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